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草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是一种可远距离迁飞的世界性害虫,具有食性杂、繁殖力高、适应能力强等特点。环境胁迫是影响昆虫生命活动的重要因素,昆虫对环境变化的适应能力决定了它在环境中的分布和丰度。然而,关于草地贪夜蛾如何抵御并适应环境胁迫的分子机制尚不明确。本研究筛选了RPS18、Beta、GAPDH、RPS7、RPS15、RPL7、RPL32、Actin、EF1-a、EF1-γ、RPL27、ACE等12个候选内参基因,使用Ref Finder、Ge Norm、Norm Finder、Best Keeper和ΔCt方法对内参基因在不同发育阶段、不同组织以及不同处理(高低温、UVA、甲维盐)下表达的稳定性进行了综合评价;克隆了4个Sf Hsp70s基因(Sf Hsp70-1、Sf Hsp70-2、Sf Hsp70-3、Sf Hsp70-like)和2个Sf Hsp90s基因(Sf Hsp90-1、Sf Hsp90-2),分析了它们在不同组织、不同发育阶段以及不同胁迫(45℃、36℃、4℃、UV-A和甲维盐)下的表达模式;基于RNAi技术研究了2个Sf Hsp90s基因在昆虫响应环境胁迫中的功能。研究结果为进一步探索草地贪夜蛾抵抗环境胁迫的分子机制奠定基础。主要结果如下:1.草地贪夜蛾的内参基因的筛选和表达稳定性评价采用Ref Finder、Ge Norm、Norm Finder、Best Keeper和ΔCt方法对RPS18、Beta、GAPDH、RPS7、RPS15、RPL7、RPL32、Actin、EF1-a、EF1-γ、RPL27、ACE等12个候选内参基因在不同发育阶段、不同组织以及不同处理(高低温、UV-A、甲维盐)下基因表达的稳定性进行了评价。结果显示:12个基因的标准曲线回归系数为0.961~1.0,q PCR扩增效率为87.65%~116.95%,表明c DNA初始模板量和Cq值有明确线性关系,荧光定量结果是可靠的。在4℃低温处理下,Beta和RPL27基因是雌虫中最稳定的内参基因;RPL32和Actin基因是雄虫中最稳定的内参基因。在36℃高温处理下,RPS7和RPL7基因是雌虫中最稳定的参考基因;Actin和GAPDH基因是雄虫中最稳定的基因。在UV-A处理下,Actin和RPS7基因是雌虫中最稳定的参考基因;RPS15和Actin基因是雄虫中最稳定的参考基因。GAPDH和RPL7基因是甲维盐处理下最稳定的参考基因。RPL32和RPS18基因是不同发育阶段最稳定的参考基因。在雌虫组织中,RPS18和EF1-a基因是最稳定的参考基因;在雄虫组织中,RPL7和RPL27基因是最稳定的参考基因;在不同处理下,内参基因的稳定性不同,推荐使用2个以上的内参基因进行标准化。本研究对不同生物组织和非生物条件下的内参基因的稳定性进行综合评价,可为深入探索草地贪夜蛾的分子机制提供理论基础。2.草地贪夜蛾Sf Hsp70s基因响应环境胁迫的表达分析克隆获得了4个草地贪夜蛾Sf Hsp70s(Sf Hsp70-1、Sf Hsp70-2、Sf Hsp70-3、Sf Hsp70-like)基因,分别编码了653、686、638和627个氨基酸;4个蛋白都具有3个Hsp70家族签名序列,均属于Hsp70热激蛋白家族。系统发育分析表明,热激蛋白Hsp70具有较高的同源性。采用RT-q PCR技术检测Sf Hsp70-1、Sf Hsp70-2、Sf Hsp70-3、Sf Hsp70-like基因在不同发育阶段和不同组织中的表达模式。结果显示:Sf Hsp70-1、Sf Hsp70-3、Sf Hsp70-like在6龄中的表达量最高,Sf Hsp70-2在1龄和3龄中表达量最高;在不同组织中,4个Sf Hsp70基因在成虫复眼中高表达,Sf Hsp70-1和Sf Hsp70-2分别在中肠和头部高表达,显示Sf Hsp70s基因表达的特异性。在不同环境胁迫下,草地贪夜蛾雌雄成虫Sf Hsp70s基因的表达量显著上升,且不同处理下表达模式不同。在不同环境胁迫中,3龄幼虫Sf Hsp70-1、Sf Hsp70-like分别在4℃和45℃处理后表达不显著,在36℃、UV-A和甲维盐处理下的表达显著上调;Sf Hsp70-2和Sf Hsp70-3在不同环境胁迫下的表达量均显著升高。草地贪夜蛾Sf Hsp70s在不同环境胁迫下的差异表达,表明其在响应环境胁迫的分子机制中具有重要作用。3.草地贪夜蛾Sf Hsp90s基因在响应环境胁迫中的功能克隆获得了Sf Hsp90-1和Sf Hsp90-2基因序列,分别编码787和717个氨基酸。Sf Hsp90s均含有一个Hsp90家族签名序列,属于Hsp90热激蛋白家族。系统发育分析表明,草地贪夜蛾2个Hsp90分别与一组鳞翅目Hsp90聚为一支,显示其同源性较高。采用实时荧光定量PCR检测不同龄期和不同组织的表达模式,结果显示,Sf Hsp90-1在3龄和6龄中高表达,Sf Hsp90-2在3龄时表达量最高;在不同组织中,Sf Hsp90-1和Sf Hsp90-2在头部、触角和复眼中高表达,显示其表达的特异性。在不同的环境胁迫下,草地贪夜蛾雌雄成虫Sf Hsp90-1和Sf Hsp90-2基因的表达量显著上升。不同环境胁迫下,草地贪夜蛾3龄幼虫Sf Hsp90-1和Sf Hsp90-2基因的表达量均显著上升。采用RNAi技术沉默草地贪夜蛾Sf Hsp90-1和Sf Hsp90-2基因后,Sf Hsp90-1和Sf Hsp90-2的表达量分别下降了51.68%和45.63%,表明2个Sf Hsp90s基因的表达被显著沉默;在45℃高温胁迫后,注射ds Hsp90-1和ds Hsp90-2的草地贪夜蛾死亡率分别为63.33%和61.11%,显著高于注射ds GFP的33.33%;草地贪夜蛾喂食浸泡甲维盐(LC20)的玉米叶48 h后,注射ds Hsp90-1和ds Hsp90-2草地贪夜蛾死亡率分别为78.89%和51.11%,相较于对照组(ds GFP)显著升高。研究结果表明Sf Hsp90-1和Sf Hsp90-2在草地贪夜蛾抵抗环境胁迫的过程中发挥重要作用。