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褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)和白背飞虱Sogatella furcifera(Horvath)是两种危害水稻的刺吸式害虫,不仅刺吸寄主植物汁液还可传播多种病毒病。有研究表明,其唾液在其危害过程中发挥着重要的作用。本研究从昆虫分子生理角度入手,利用高通量测序的方法获得褐飞虱和白背飞虱的唾液腺转录组数据,通过生物信息学分析,筛选出了唾液腺中可能与昆虫取食和抵御植物防御反应等有关的重要基因。并利用qPCR分析了这些基因在稻飞虱不同组织部位的表达谱。另外,利用RNAi技术验证了白背飞虱唾液腺特异表达基因——多铜氧化酶4(multicopper oxidase 4,MC04),为研究其在白背飞虱-水稻互作中的作用奠定了基础。主要研究结果如下:(1)对褐飞虱的唾液腺转录组进行了高通量测序褐飞虱唾液腺转录组测序获得了 55,913条序列,平均长度为751 bp,得到45,421条Unigene,平均长度为668 bp,16,210条序列在(占所有Unigene总数的35.68%)Nr数据库中得到注释,12,758条序列有GO注释,KEGG通路中有6,917条unigene被注释。通过褐飞虱唾液腺转录组分析得到了 19个与糖代谢、解毒、抵御植物防御反应等有关基因,其组织表达谱为:alpha-glucosidase family 31在褐飞虱不同组织部位中的表达无差异,说明该酶可能在褐飞虱整头虫的各个部位中都发挥作用。Glucose dehydrogenase[FAD,quinone]-like在唾液腺表达量最高,7种唾液蛋白(如蔗糖酶、麦芽糖酶等)在肠道中表达量比较高,它们可能在昆虫消化和解毒过程中起主要的作用。另外,在褐飞虱唾液腺转录组中找到了一个备选的看家基因RPL9,对这7个备选看家基因RPL9,RPS11(ribosomal protein S1 1),RPS15(ribosomal protein S1 1),ACT(actin 1),MACT(muscle actin),TUB(α-tubulin)和 18S(18S ribosomal RNA)运用荧光定量PCR在褐飞虱不同组织部位中稳定性进行了检测,并用四种分析方法(BestKeeper、geNorm、NormFinder 和 the delta Ct method)结果显示,RPL9和RPS15最稳定。(2)对白背飞虱的唾液腺转录组进行了高通量测序本研究构建了白背飞虱成虫唾液腺cDNA文库,并对其转录组进行了测序和组装。共获得了 51,842条Unigene,平均长度为746 bp。总共有17,767条序列(占所有Unigene总数的34.27%)在Nr数据库中得到注释,14,753条序列得到了 GO注释,KEGG通路中有7,876条Unigene被注释。通过白背飞虱唾液腺转录组分析,得到了 32个与糖代谢、消化、解毒、抵御植物防御反应等有关的唾液蛋白,并克隆、测序。qPCR结果显示32个基因有着不同组织表达谱,其中MCO4、MCO6、羧酸酯酶和尿苷磷酸化酶在唾液腺中特异表达,它们可能在昆虫与水稻的互作中有重要的作用。13种唾液蛋白在肠道中表达量最高,它们可能在消化和解毒过程中起主要的作用。32个基因在白背飞虱不同龄期唾液腺中的表达研究结果显示,其中26个在不同发育时期和雌雄成虫唾液腺中表达量无差异,这些基因可能在白背飞虱整个生长发育期的唾液腺中都有重要的作用。另外6个在成虫唾液腺中表达量高于若虫。除了 putative acetylcholinesterase 1,其余31个基因在雌雄成虫唾液腺中的表达量无差异。(3)对白背飞虱MCO4基因的RNA干扰研究采用人工饲喂法,用含有0.5μg/μL dsRNA人工饲料饲喂3龄白背飞虱若虫,对MCO4沉默无效果,0.7和1.0μg/μL沉默有差异,但该方法成本较高且不稳定。采用显微注射法,基因沉默现象从注射后第2天到第8天一直持续,其中第4天MCO4 mRNA表达水平达到最低,只有对照组的5.53%。随后MCO4基因的表达水平虽然有所恢复,但还是被持续抑制,不能恢复到正常水平。通过对注射dsMCO4、dsGFP和CK组连续7天存活率计算,沉默MCO4对白背飞虱存活率与对照组相比无显著差异,因此干扰MCO4基因不会导致白背飞虱死亡。