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昆虫的生长和发育受环境因素和遗传因素的共同调节。其中,外在环境因素主要包括温度等,内在遗传因素之一是通过在前胸腺中合成并分泌蜕皮激素（20-hydroxyecdysone,20E）,并基于其滴度的周期性波动变化来调控昆虫幼虫蜕皮、化蛹及蛹到成虫的变态发育过程。以鳞翅目昆虫——家蚕为例,目前,有关家蚕内分泌调控的内在分子机制已积累了大量研究基础,然而外界环境因素对家蚕幼虫生长发育进行调控的机制尚不清楚。在家蚕饲养的生产应用中,温度作为最主要的外界环境因子,影响着家蚕的整个发育进程,家蚕生长的适宜温度范围在20～30℃;但是,温度是否可以通过影响20E等内分泌激素信号通路来调控生长发仍不得而知。因此,探究温度对家蚕等昆虫生长发育的调控机制将有助于完善外界环境因素与内在遗传因素之间的互作关系。在本研究中,我们以家蚕和果蝇为模式,利用遗传操作及生物化学和分子生物学多种实验方法,在组织和个体水平探究了温度对幼虫生长发育的影响,并解析了温度对20E合成的调控作用。获得的主要研究结果如下:1.低温处理延缓家蚕幼虫的生长发育我们用25℃和18℃持续性地处理五龄家蚕幼虫,其中25℃为室内养蚕的正常饲养温度。观察发现,当25℃处理的五龄家蚕幼虫停止进食而开始上蔟时,而18℃处理的家蚕幼虫还处于五龄幼虫食桑阶段。对发育周期进行统计的结果表明,与25℃处理组相比较,18℃低温处理延缓家蚕幼虫向蛹的变态发育约4天。同时,我们也记录了不同温度处理下家蚕生长速率的变化。从不同温度条件处理开始,每隔8小时称量家蚕的体重直至家蚕上蔟。统计结果显示,25℃饲养条件下的家蚕幼虫首先达到起始上蔟并变态发育的关键体重,而18℃低温处理家蚕幼虫达到关键体重的时间延迟约4天,且关键体重也相对较低,表明低温降低了幼虫的生长速率。2.低温处理影响家蚕蜕皮激素的合成鉴于低温处理延缓家蚕幼虫生长发育,而蜕皮激素（20E）是调控家蚕发育进程的关键内分泌激素,我们因而同时分离25℃处理组上蔟时家蚕以及同时期18℃处理组仍在取食阶段的家蚕幼虫的血淋巴,用酶联免疫方法测定血淋巴中20E的含量。结果显示,与25℃处理组相比,18℃处理组的家蚕幼虫的血淋巴中的20E含量显著降低。此外,鉴于昆虫20E滴度的变化会引起靶组织脂肪体中20E信号转导通路的变化,我们进一步利用RT-q PCR实验对不同温度处理后家蚕幼虫脂肪体中20E信号转导基因E75B的表达变化进行分析,结果显示18℃低温处理延迟了E75B表达高峰的出现。综合分析表明,与25℃适宜温度相比。18℃低温处理对家蚕幼虫20E的合成具有抑制作用。我们进一步分析了低温处理对家蚕前胸腺组织中20E合成途径关键酶类基因表达的影响。结果显示,在幼虫末龄阶段,不同温度处理下20E合成酶基因的表达变化趋势一致,即在幼虫末期（上蔟前）高表达;但是,18低温处理延迟了20E合成酶基因表达高峰的出现,暗示低温对20E合成酶基因的表达具有抑制作用。综合分析表明,适宜温度通过促进前胸腺中20E合成酶基因转录来促进20E合成,从而调节家蚕幼虫的生长发育。3.热感知信号分子TRPA1的表达下调影响昆虫的生长发育（1）家蚕TrpA1基因的敲除影响幼虫生长发育及20E合成为了进一步探究温度影响家蚕生长发育的机制,我们利用CRISPR/Cas9基因编辑系统构建了家蚕热感知信号分子TrpA1的敲除突变系。进一步将TrpA1敲除系与对照组家蚕幼虫同时置于29℃条件下饲养,结果发现,当对照组家蚕幼虫上蔟时,TrpA1敲除突变家蚕的幼虫仍处于取食期;统计结果显示,TrpA1敲除导致家蚕幼虫上蔟时间延迟约2.5天。以上证据表明,TrpA1敲除延缓了家蚕幼虫的发育进程,与18℃低温处理产生的表型类似。我们同时分析了TrpA1敲除对家蚕20E合成的影响。酶联免疫分析显示,与对照组相比,TrpA1敲除抑制了20E的合成。RT-q PCR实验结果表明,TrpA1敲除对前胸腺中20E合成酶基因以及脂肪体这一20E靶组织中20E信号转导通路基因E75B的转录具有抑制作用。综合分析表明,TrpA1敲除通过抑制20合成酶基因转录来影响20E合成,进而延缓家蚕幼虫的生长发育进程。（2）果蝇前胸腺中的TrpA1干涉影响幼虫生长发育及20E合成酶基因表达我们进一步基于Gal4/UAS系统介导的RNA干涉（RNAi）遗传操作原理,利用果蝇前胸腺特异的Phm-Gal4对前胸腺中TrpA1的表达进行组织特异性RNAi,进而观测其对发育的影响。结果显示,在25℃条件下,与对照组相比,前胸腺中特异性的TrpA1干涉延迟了果蝇幼虫向蛹的转变进程。此外,RT-q PCR实验和免疫荧光分析表明,果蝇前胸腺中特异性干涉TrpA1对20E合成酶基因的表达有抑制作用。综合分析家蚕和果蝇中的证据表明,热感知信号分子TRPA1促进20E合成来调节幼虫的发育进程。