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褐飞虱(Nilaparvata lugens St?l)是我国水稻生产上主要的害虫之一。主要通过吸吮水稻茎秆和传播水稻病毒侵害水稻,每年可造成严重的经济损失。碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix,bHLH)蛋白是一类重要的转录因子,在生物体内调控多种发育过程并发挥着重要的功能。褐飞虱田间种群的基因组于2014年完成测序,本实验室于2013年构建了褐飞虱的转录组库,这为揭示bHLH家族基因在褐飞虱生长发育和致害性中的作用及分子机制奠定了基础。基于褐飞虱的6个bHLH基因的表达序列标签(Expressed sequence tag,EST)克隆鉴定得到其编码区序列(coding sequence,CDS),并分别命名为NlTai、NlTgo、NlTrh、NlSage、NlCyc和NlClk。结构域和进化关系分析表明,褐飞虱NlTai、NlTgo、NlTrh、NlCyc和NlClk都含有一个bHLH结构域和两个PAS结构域,属于典型的bHLH家族中的Group C。NlSage则只含有一个bHLH结构域。利用Real-time PCR技术检测6个bHLH基因在褐飞虱不同发育时期及不同组织的mRNA水平,初步研究了它们在褐飞虱关键发育时期和组织的表达规律,如NlTai在褐飞虱卵和雌虫中表达量最高,且在卵巢中表达量最高,表明其可能参与保幼激素(Juvenile hormone,JH)通路并调控卵黄原蛋白的形成。此外,NlTai在3、4、5龄的表达量逐渐降低,与JH的表达模式类似。表明bHLH蛋白是一类与褐飞虱发育过程有关的重要转录因子。采用RNAi技术对褐飞虱的6个bHLH家族基因分别进行干扰,验证基因沉默后对褐飞虱的生理发育影响。结果表明,90%的褐飞虱若虫在注射dsNlTai、dsNlTgo和dsNlTrh后死于若虫阶段,并具有不同的表型,如蜕皮不完全,翅发育畸形等;而注射ds NlClk、ds NlCyc和ds NlSage的褐飞虱若虫则正常发育到成虫,表明bHLH家族蛋白不同成员参与了褐飞虱不同的生长发育过程。初步探讨了NlTai在JH通路中的作用,结果发现NlTai的沉默不仅降低了下游JH响应基因Krüppel-homolog 1(Kr-h1)的表达,也降低了褐飞虱的脂质积累,表明NlTai还可能通过影响褐飞虱体内胰岛素通路和TOR(Target of Rapamycin,TOR)通路来调控营养代谢进而影响褐飞虱的变态发育过程。bHLH家族基因在褐飞虱中的结构、表达模式和生物学功能将促进深入研究昆虫bHLH家族基因和发展新的害虫防治策略。