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德国小蠊（Blattella germanica（L.））是一种公认的世界性卫生害虫,具有世代周期短、繁殖能力强、母体携卵荚保护等生活史特征,目前已成为室内蜚蠊优势种。德国小蠊作为机械载体携带并传播多种寄生虫及病原微生物,其表皮及分泌物含有过敏原,可直接或间接导致人类产生多种疾病。化学杀虫剂使德国小蠊种群普遍产生不同程度的抗药性,加大了德国小蠊综合治理的难度。行为抗性作为非生理层面的抗性机理在生物适应环境中有着至关重要的作用,嗅觉系统是昆虫针对外界环境变化产生行为反应的主要结构基础,与德国小蠊行为抗性的形成、发展有着潜在的密切联系,然而目前关于德国小蠊嗅觉相关基因与蛋白在行为抗性形成过程中的作用与功能的研究较少,因此,如何针对德国小蠊的抗药性现状寻找嗅觉相关靶点进行综合防治就显得尤为必要。鉴于前期发现末龄雄性德国小蠊抗药性较强的研究结果,本文以敏感（Sensitive,S）品系和β-高效氯氰菊酯抗性（Resistant,R）品系末龄雄性德国小蠊为研究对象,通过形态学观察、分子生物学检测及行为学验证,对触角形态结构、嗅觉相关基因表达水平及行为表现进行研究,主要研究内容包括:（1）利用扫描电子显微镜等观察不同品系德国小蠊触角感器的类型、数量、分布等超微结构,基于触角感器变化判断触角感器与抗药性之间的关系;（2）对末龄雄性德国小蠊触角组织进行转录组测序,通过生物信息分析比较敏感与抗性品系的差异表达基因,进一步明确这些差异蛋白编码基因在德国小蠊抗药性中可能发挥的作用,寻找与行为抗性存在联系的嗅觉相关基因与蛋白;（3）综合分析筛选确定感觉神经元膜蛋白Snmp2基因并对虫体进行RNAi,研究基因相对表达量变化与趋向性、避毒性等行为表现的关系。主要结果如下:1.两品系末龄德国小蠊触角感器比较敏感品系与抗性品性末龄雄性德国小蠊触角分为柄节、梗节、鞭节三部分。通过扫描电子显微镜发现两品系末龄德国小蠊触角感器均有以下8种:刺形感器Ⅰ型、刺形感器Ⅱ型、毛形感器、弧形感器、锥形感器、椭圆感器、边缘感器、Bohm氏鬃毛。毛形感器数量在抗性品系中（14.00±2.31）较敏感品系（22.00±0.58）显著减少（P＜0.05）,其他类型感器两品系间无差异（P＞0.05）。2.两品系末龄德国小蠊触角转录组分析通过采用RNA-seq技术对敏感品系与抗性品性末龄雄性德国小蠊触角组织进行转录组测序,分别获得57092552、54982970、54191036和55813716、55514566、51570906个Clean reads;Total mapped reads数据百分比均在88%左右,每组reads在参考基因组各个位置的分布及各位置基因的分布具有较好的重复性。利用生物信息对比分析,共筛选出1252个差异表达基因,其中S相对于R品系来说,共有420个基因显著性上调,832个基因显著性下调。GO功能注释显示,在分子功能中,结合、催化活性及转运体活性的基因数目最多;KEGG富集分析显示,在环境信息处理中,信号转导基因百分比最高,以上结果均符合昆虫触角的功能特性。在差异基因GO富集分析top30上调模式中,功能分布主要集中于:（1）生物过程中的突触成熟的正调控、DNA复制起始、DNA复制;（2）细胞成分中的细胞外区、细胞表面、细胞外间隙;（3）分子功能中的碳水化合物结合、单链DNA依赖的ATP酶活性、细胞外基质结构成分。在差异基因GO富集分析top30下调模式中,功能分布主要集中于:（1）生物过程中的基于几丁质的角质层发育、脂肪酸生物合成过程、长链脂肪酰基辅酶a代谢过程;（2）细胞成分中的蛋白质-碳水化合物复合物、细胞外基质、细胞外区;（3）分子功能中的反式-六异戊二烯转移酶活性、角质层的结构成分、基于几丁质的幼虫角质层结构组成。差异基因KEGG富集分析top20上调模式中,神经活性配体-受体相互作用和溶酶体包含基因数目最多,DNA复制显著程度最大。差异基因KEGG富集分析top20下调模式中,过氧化物酶体包含基因数目最多,角质、亚硫酸盐和蜡的生物合成显著程度最大。通过对差异表达基因的进一步注释和分析,共鉴定出27个嗅觉相关差异表达基因,包括3个嗅觉气味受体基因（ORs）,1个离子型受体基因（IRs）,1个感觉神经元膜蛋白基因（Snmp2）,其中Snmp2在信息素以及一般气味剂反应性感受器中可能存在潜在功能;15个差异表达基因参与嗅觉转导通路,其中差异较显著的是PKG蛋白家族的Pkg21D＿0与Pkg21D＿1,两者皆为蛋白激酶,呈现下调模式。参考转录组测序数据生信分析并结合q RT-PCR验证结果,确定选择感觉神经元膜蛋白基因Snmp2进行后续实验。3.Snmp2基因与行为抗性关联性分析通过q RT-PCR检测抗性品性末龄雄性德国小蠊RNAi效率发现,Snmp2基因的相对表达量水平发生显著性下调,并且在第4天时趋于稳定。使用嗅觉仪测试趋向性发现,相较于R品系、S品系、DEPC水组（RD）以及2μg/μL si NC阴性对照组（RN）各组间无明显变化来说,2μg/μL si Snmp2干扰组（RA）德国小蠊对毒性区域的趋向率显著下降（P＜0.05）;使用圆盘装置测试避毒性发现,随着干扰天数的增加,RA组德国小蠊在毒性区域的活动时间显著减少（P＜0.05）。此外,RA组在行为测试的过程中,常伴有触角梳理频率增加、行动速度减缓、探索能力下降、聚集性增加等现象。以上结果表明Snmp2基因表达水平会对德国小蠊的行为适应性产生影响,例如气味识别、行动速度、聚集行为、探索能力等,推测可能是嗅觉反应机制减弱引起气味识别障碍。综上所述,随着德国小蠊抗药性的增长,触角上的毛形感器数量及分布范围均有所下降,参与表皮形成、神经传导的差异表达基因数量呈现明显的增加趋势,说明抗性发展影响德国小蠊机体发育及嗅觉调控机制,同时感觉神经元膜蛋白Snmp2基因会增强德国小蠊的聚集性,弱化德国小蠊的嗅觉反应机制、行动速度、探索能力,但Snmp2基因在神经传导中的具体通路和影响机制还需要进一步的研究与探讨。