果蝇是重要的模式生物之一,其发育历程较为清晰明确,是研究发育过程中基因功能的理想模型,可为筛选新型农药靶基因提供良好的理论支撑。昆虫多数为农业害虫,对农业生产造成巨大经济损失。几丁质是昆虫表皮、消化道围食膜及各种组织所特有的成分。多种酶参与了几丁质的合成和降解过程,其中几丁质脱乙酰基酶（CDAs）在几丁质的修饰和装配中起作用。CDAs基因促进几丁质中与β-1,4糖苷键连接的N-乙酰基葡糖胺的乙酰氨基脱乙酰化,形成不同程度的脱乙酰基几丁质（又称壳聚糖）。由于人类和高等动物没有代谢几丁质的系统,因此,将几丁质脱乙酰基酶作为研发环境友好型杀虫剂的靶基因具有较大的市场潜力。本研究以果蝇几丁质脱乙酰基酶serpentine（serp）和vermiform（verm）基因为研究对象,采用Gal4/UAS系统,通过对果蝇不同组织部位进行目的基因沉默,观察果蝇发育情况的方法,对该基因在果蝇不同组织部位的作用进行初步探索;其次,本研究选择果蝇翅作为进一步研究对象,探究了果蝇翅中该基因的来源及其功能。本文主要从以下三个内容进行研究:一、serpentine和vermiform基因对果蝇发育的影响选取模式生物果蝇,采用Gal4/UAS系统在果蝇全身、表皮、气管、咽侧体、神经、眼和翅中对serpentine（serp）和vermiform（verm）基因进行干扰,观察目的后代表型,探讨果蝇几丁质脱乙酰基酶在果蝇不同组织部位中发挥的作用。研究结果表明降低果蝇全身、表皮和气管中的serp和verm基因,均会导致果蝇死亡;而降低果蝇翅中serp和verm基因的表达后发现果蝇并未致死,但果蝇翅出现缺陷;此外,在几丁质含量低的咽侧体、神经和眼中干扰serp和verm基因后,并未影响果蝇的生长发育。结果表明serp和verm基因主要在果蝇富含几丁质的部位发挥重要作用。二、在果蝇翅发育过程中serpentine和vermiform基因自主性作用在实验的前期研究中发现在翅上干扰serp和verm基因后,果蝇并未致死,但翅膀出现了畸形。Dong等研究表明serp由脂肪体合成转运至气管,因此本章主要探讨果蝇翅serp和verm基因的来源。采用UAS/Gal4系统在脂肪体中特异性干扰serp和verm基因后,用RT-qPCR的方法分别检测脂肪体中serp和verm基因的沉默效率以及翅上serp和verm基因的表达量变化。结果发现,干扰果蝇脂肪体上的serp和verm基因并不影响翅上该基因的表达量,所以serp和verm基因由果蝇翅细胞自主合成,而并不是先由脂肪体合成后再转运过来。三、果蝇翅发育中serpentine和vermiform基因的作用前人研究了serp和verm基因在果蝇气管发育中的功能,指出二者的基因结构相似且功能相近。但课题组前期研究发现,分别干扰果蝇翅中serp和verm基因后,其成虫翅出现不同表型。随后选取翅上不同的Gal4驱动不同翅区的serp或verm基因的表达下调,发现所产生的翅的畸形也不相同。在引入Gal80^ts温控因子对serp和verm基因的干扰时间进行调控后,发现两个基因的共同点是持续干扰的时间越长,干扰效果越显著,但是二者发挥作用的时期并不相同。鉴于前人发现serp和verm基因的功能主要是将几丁质脱乙酰化后形成脱乙酰程度不同的壳聚糖,并且能够染色检测其脱乙酰度,因此,本文在果蝇不同翅区干扰serp和verm基因后,用壳聚糖染色法观察其脱乙酰度,发现干扰verm基因后,几丁质脱乙酰度与对照相比并未发生变化,而干扰serp基因后几丁质的脱乙酰度明显降低。说明serp基因在几丁质脱去乙酰基的过程发挥重要作用。采用AFM微观观察翅膜表面纳米级结构后发现,serp和verm基因对翅膜表面的纳米级“荷叶结构”——突包的影响并不相同,serp基因的影响更为强烈。采用透射电子显微镜观察翅脉几丁质片层结构后发现,干扰serp基因后并不影响几丁质片层结构,而干扰verm基因后几丁质片层结构消失,说明verm基因对翅脉几丁质片层结构具有重要作用。以上结果表明serp和verm基因在果蝇翅发育过程中发挥着不同的功能。