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飞蝗是世界范围内的重要农业害虫,我国历史上蝗灾、水灾和旱灾并称三大自然灾害,对农业生产造成重大影响。而某些有机磷杀虫剂的大量使用已使得飞蝗产生了抗药性,同时对农业生态环境造成污染,这种抗药性的产生可能与谷胱甘肽硫转移酶(GST)代谢解毒机制相关。本文对谷胱甘肽硫转移酶基因进行了相关研究,以期为飞蝗的有效防治提供新的思路。本文主要内容如下：一、飞蝗谷胱甘肽硫转移酶基因功能研究本文对5个飞蝗GST基因功能进行了研究,分别对飞蝗注射5个GST基因(LmGSTd1、LmGSTs3、LmGSTs5、LmGSTtl和LmGSTul)的双链RNA (dsRNA),特异性沉默相应的GST,24h后采用杀虫剂(DDT、毒死蜱、溴氰菊酯、马拉硫磷和西维因)点滴虫体,探索飞蝗对不同种类杀虫剂的解毒功能。研究发现注射LmGSTs3dsRNA后点滴西维因,虫体死亡率从43%增加至82%。注射LmGSTs5dsRNA后点滴西维因,虫体死亡率从22.6%增加至50.7%,点滴马拉硫磷后虫体死亡率从13.9%增加至40%。注射LmGSTu1dsRNA后点滴西维因,虫体死亡率从43%增加至55%,点滴毒死蜱后虫体死亡率从39.4%增加至57.5%。分别注射5个GST dsRNA,点滴溴氢菊酯或DDT后虫体死亡率与对照相比均未见明显差异。表明不同的GST基因参与了不同杀虫剂的解毒过程。GST Sigma家族在西维因的解毒过程中起着重要作用,个别GST sigma家族可能同时参与马拉硫磷的解毒过程,而LmGSTul可能与西维因和毒死蜱在飞蝗体内的解毒过程相关。二、不同杀虫剂对飞蝗谷胱甘肽硫转移酶的影响通过对飞蝗点滴三种杀虫剂(毒死蜱、马拉硫磷和西维因),24h后检测不同浓度杀虫剂处理后飞蝗GST活性,采用Real-time PCR方法检测了10个GST的mRNA表达水平,采用Western blot方法检测了4个GST (LmGSTd1、LmGSTs5、LmGSTtl和LmGSTul)的蛋白表达水平。结果表明：毒死蜱可引起飞蝗以DCNB和pNBC为底物的GST活性降低,但以CDNB为底物的GST活性不受其影响；马拉硫磷可导致三种底物GST活性均降低；西维因可引起除pNBC为底物的其它两种底物的GST活性降低。毒死蜱对飞蝗GST的mRNA表达影响最为广泛,除LmGSTs1和LmGSTs7表达未见改变外,其余8个GST中有7个表达下调,只有LmGSTdl表达上升,所检测的四种蛋白表达水平与mRNA水平变化趋势相同。马拉硫磷和西维因处理后LmGSTs2的mRNA表达水平下调,LmGSTdl和LmGSTs7mRNA表达水平上升,LmGSTd1蛋白表达也上调。GST活性的降低和部分GST的表达下调可能与氧化损伤有关,同时提示LmGSTdl、LmGSTu1和LmGSTs7在飞蝗抗性产生中可能具有潜在的意义。三、飞蝗谷胱甘肽硫转移酶蛋白在不同组织部位表达的研究采用Western blot方法检测了4个谷胱甘肽硫转移酶蛋白(LmGSTd1、LmGSTs5、 LmGSTt1和LmGSTu1)在飞蝗不同组织部位的表达水平,以研究相关谷胱甘肽硫转移酶在不同组织部位的表达差异。结果表明：LmGSTdl蛋白在不同组织部位均有表达,在马氏管、脂肪体和肌肉中表达量相对较高；LmGSTs5蛋白在飞蝗除前肠外的各组织部位中均有表达,其中,以马氏管中表达量最高；LmGSTt1和LmGSTu1蛋白只在中肠、胃盲囊、后肠、马氏管和脂肪体中表达,其中,又以马氏管中的表达量为最高。总之,各GSTs蛋白基本都在飞蝗的消化道、马氏管和脂肪体中表达量相对较高,与实验室之前的研究结果吻合。本文研究探索了飞蝗谷胱甘肽硫转移酶基因功能及其在杀虫剂代谢解毒中的作用机制,为飞蝗有效治理提供了基础资料。