棉蚜(Aphis gossypii)俗称腻虫,属半翅目蚜科,是我国常见的棉花农业害虫,在我国几乎分布在各个棉花种植区。棉蚜根据其生物学形态差异,分有翅与无翅两种表型。根据其生殖特点,分为无性孤雌生殖棉蚜:孤雌蚜虫、产性母蚜虫、蚜虫性母;有性生殖棉蚜:性雌和性雄。在自然条件下,棉蚜以卵越冬,当温度升高日照变长时,卵便孵化为干母,干母营孤雌生殖产生有翅棉蚜,迁飞到夏寄主上营孤雌生殖繁殖后代;当日照长度变短,温度降低开始进入秋冬季节时,棉蚜中逐渐出现产性母的蚜虫,而产生的性母则继续进行孤雌生殖产生性雌,经过约两周性母接着产生性雄,雄蚜接着与性雌棉蚜交配产生卵。因此可以发现,性母是棉蚜从无性生殖向有性生殖转换非常关键的存在。经过我们长时间观察,发现性母有三个主要的表型特点,有翅,卵小管退化,体色深且体壁硬。棉蚜的生殖多样性是一个典型的由蚜虫产生的高水平的表型可塑性,我们也可以认为是一组相同的基因发展成为了不同表型。但是其生殖可塑性的分子机制目前还并不清晰。在果蝇等一些模式生物当中,胰岛素信号通路是一条进化较为保守的信号通路,经过大量实验研究发现胰岛素受体在调节昆虫寿命,身体大小,胚胎发育,节律还有翅形两型上,以及营养等方面起着关键性的作用,并且存在着很高的保守性。胰岛素受体在IIS通路上是上游组成部分,是一个跨膜受体,触发级联对胰岛素的绑定。相对于其他昆虫而言,棉蚜的基因研究较少,关于信号通路,特别是胰岛素信号通路上的基因功能,或基因干扰研究则更少。在实验当中,我们运用RNAi的技术手段,设计棉蚜胰岛素受体的特异性双链RNA,运用注射法对棉蚜的胰岛素受体进行干扰。并首次尝试运用水、穿膜蛋白和体内转染试剂三种方式分别混合双链RNA对棉蚜干扰,目的是寻找干扰效率最高,效果最稳定的双链RNA呈递方式。并在实验中检测基因双链干扰受体的表达效果,记录其表型差异。1)比较棉蚜在孤雌、产性母蚜虫、性母和性雌这几种时期的胰岛素受体表达模式,发现与孤雌相比棉蚜性母的胰岛素表达模式显著升高。在对棉蚜性母的表达模式探究中发现,棉蚜性母在二龄三龄时期胰岛素受体的表达显著降低,InR2的表达模式与InR1相似。而InR1在产性母棉蚜当中的表达模式从三龄开始逐渐升高,但并没有显著性。2)用带有T7接头的引物通过PCR合成双链RNA模板,经体外转录合成特定长度双链RNA。在棉蚜性母当中,用水和穿膜蛋白分别对双链RNA稀释到浓度为3.3ng/μl,在棉蚜产性母蚜虫的成虫和性母三龄时期分别注射一次,使棉蚜通过注射法产生RNAi。经过荧光定量PCR检测,用水直接稀释双链的方法比用穿膜蛋白稀释双链的方法更有效的抑制了InR1基因的表达。其中在棉蚜四龄和成虫时期InR1的表达量最低,下降了70%。并且干扰后的棉蚜有翅的比例降低了84%,但是在卵巢解剖当中,并没有发现显著非正常表型。证明通过两次注射用水稀释的双链RNA可以在棉蚜成虫时期引起棉蚜胰岛素受体基因RNAi,但并不能影响其卵巢发育。3)在棉蚜产性母蚜虫当中尝试运用体内转染试剂与双链RNA混合的方式引起棉蚜G1产生RNAi。当转染试剂和双链RNA的比例分别为1:4和1:8,时,由于转染试剂本身的毒性,导致实验组和对照组棉蚜几乎全部死亡。更改实验条件,选择比例为1:15,在棉蚜G1三龄和四龄时期进行两次注射和三次注射。进过荧光定量PCR检测结果显示,棉蚜G1在进行两次注射时,成虫时期胰岛素受体的表达量下降,并在第三次注射后的第一天显著下降了约40%。而对G1进行三次注射时,成虫时期G1的胰岛素受体的表达量也显示下降,并在第11天显著下降了70%。说明三次注射比两次注射的干扰效率高。在三次注射后的棉蚜G1卵巢受到了抑制,实验组中次胚几乎不发育,且这种表型所占比例为75%。证明转染试剂混合双链通过三次注射法对棉蚜G1进行干扰,抑制了G1的卵巢发育,进而抑制了棉蚜性母的产生。以上实验结果不仅印证了前人实验中胰岛素受体影响昆虫翅形发育的结论,同时也发现干扰胰岛素受体会抑制棉蚜性母的产生。棉蚜个体小,体液多,干扰实验难度大,但是通过我们在实验当中的摸索,确定了注射法这一稳定的技术手段,探索不同双链RNA呈递方式,以及注射时间点的选择,为未来对棉蚜的基因干扰提供了实验依据和技术手段。实验过程中干扰技术的成熟也填补了棉蚜基因干扰方式的技术空白。