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东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)是我国最重要的农业害虫之一,从温带到热带都有分布,常爆发式为害,并能远距离迁移。由于全球气候异常、旱涝频繁、农业生态环境变化和大量施用化学农药等多方面的因素,我国蝗害发生和成灾面积又有回升趋势。而且,飞蝗是昆虫神经生物学、发育生物学和系统演化等方面研究的重要模式生物。近年来,在分子水平探索飞蝗的生命特征已逐渐成为热点,已经有大量的基因被克隆。因此,需要一种行之有效的方法来解读这些基因的功能。本研究采用parental RNAi方法来建立东亚飞蝗的基因功能研究技术体系,并用该方法研究东亚飞蝗hunchback基因的功能。现将主要研究内容和结果总结如下:①hunchback基因的克隆采用PCR、RT-PCR、RACE等方法克隆了东亚飞蝗的hunchback基因,并根据cDNA序列推导出氨基酸序列,分别登录到GenBank,登录号为DQ340870和ABC69039.1。克隆到的东亚飞蝗hunchback基因cDNA序列长3774bp,开放阅读框为5-2545,共编码846个氨基酸,推测蛋白分子量为92.09 kDa。Hunchback蛋白共有8个锌指因子:氮端2个(NF-1、NF-2)、中间4个(MF-1、MF-2、MF-3和MF-4)和碳端2个(CF-1、CF-2)。除此之外,还有A Box、C Box和Basic Box等结构域。②东亚飞蝗parental RNAi通过体外转录制备dsRNA,将dsRNA直接注射到东亚飞蝗雌成虫的血腔里。注射dsRNA后,所有的蝗虫都存活下来,一周后开始陆续产卵。与对照相比,注射dsRNA蝗虫的产卵量没有明显差异,说明dsRNA不影响蝗虫的生殖力。注射hunchback dsRNA的胚胎,已基本上检测不到hunchback mRNA,而注射缓冲液空白组和无关gfp dsRNA分子的对照组则没有明显改变。与对照相比注射dsRNA胚胎的Hunchback蛋白含量下降了将近4倍,而β-tubulin蛋白没有变化。说明RNAi特异性地抑制了内源靶基因的沉没,而没有对其他基因的表达产生影响。根据胚胎表型的严重程度,可以将hunchback基因沉默后的表型分为3类。表型I:颌、胸部体节发育正常,腹部严重缩短,胸足畸形,占8.4%。表型II:颌、胸部完全缺失,仅形成了前头部和一个缩短的腹部,占86.0%。前头部包括复眼、上唇和触角,由于大面积组织缺失,两个复眼长到了一起,形成典型的“V”形复眼。腹部仅形成了6-7个腹节,缺失了3-4个腹节。