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亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)是玉米、高粱、向日葵等作物上的重要害虫之一。目前常用的化学农药普遍存在食品安全和环境污染等问题,而且大部分杀虫剂的使用会导致非标靶昆虫的死亡,存在生物安全问题。转Bt基因玉米为亚洲玉米螟的防治开辟了新的思路,但是单一的靶标基因将不可避免地使害虫产生抗性。因此,需要不断去探索新的、高效低毒的害虫防治策略。RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种由双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)介导的基因沉默现象,一经发现便被广泛应用于动植物功能基因研究之中。在昆虫功能基因的研究中发现,利用RNAi对特定基因表达进行调控,可导致昆虫变态发育异常甚至死亡。利用RNAi序列特异性强的优点,在害虫防治中可以针对目标害虫进行种类特异性防治,降低对天敌及其他种类昆虫的影响,有望实现环境友好的害虫防治目标,是一种新型的害虫防治技术。本论文将主要介绍利用高通量测序的方法对亚洲玉米螟功能基因表达谱进行分析,获得一批重要的害虫防治候选基因,并通过RNAi的方法筛选出可用的靶标基因进行深入研究。研究结果如下: 第一,利用转录组测序(RNA-seq)和数字表达谱技术(DGE-tag)相结合,获得亚洲玉米螟卵、幼虫、蛹和成虫四个发育时期相关基因的表达时期、表达量、代谢通路及基因功能信息。通过数据整合,各发育时期共筛选到14,690个表达基因,并对其中的47个基因进行了RT-qPCR验证及分析,为亚洲玉米螟变态发育相关基因的研究及害虫防治靶标基因的选择奠定了基础。 第二,利用RNA干扰技术,对获得的表达差异基因进行筛选及验证。针对其中10个幼虫期特异表达的基因合成dsRNA,采用直接喷洒的方法对亚洲玉米螟幼虫进行处理,其中有9个基因的5天校正死亡率在73~100%之间。利用Real-time PCR的方法检测基因表达变化情况,结果显示dsRNA处理后靶标基因的表达均有明显的下调。本研究还通过合成荧光dsRNA进行亚洲玉米螟幼虫的点滴试验,证明了dsRNA能够穿透昆虫体壁进入体腔从而实现基因干扰效果。该研究结果证实了RNAi技术和昆虫重要靶标基因用于害虫防治的可能性,具有重要的应用价值。 第三,针对RNA干扰技术具有序列特异的优点,选取玉米螟六聚体储存蛋白基因(O.furnacalis Storage protein,OfSP)来进行深入的研究。研究发现,OfSP具有3个结构域(N、M和C),针对不同的结构域设计的dsRNAs片段喷洒处理亚洲玉米螟初孵幼虫都具有高致死效果。而在处理非靶标害虫棉铃虫(Helicoverpa armigera)时,这3段亚洲玉米螟来源的dsRNAs却表现出不同的致死效果,其中只有针对C结构域的dsRNA对棉铃虫有一定的致死率,而另外两段却对照组没有显著差异。本研究分析了该基因的序列特点,通过构建siRNA数据库,在棉铃虫转录组中比对到与OfSP基因相似性极高的siRNA片段,相关基因Real-time PCR的分析结果也证实了dsRNA处理后棉铃虫中同源基因的表达受到了抑制。该结果为后续开发对亚洲玉米螟具有特异性或对鳞翅目昆虫广谱性的制剂提供了理论参考。