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白背飞虱(Sogatella furcifera)是水稻上的重要农业害虫,通过刺吸水稻韧皮部汁液、传播水稻病毒以及雌虫以产卵器刺破叶鞘和叶片引起细菌感染等方式危害水稻。目前主要通过化学防治来控制白背飞虱,而长期不合理的使用农药,加剧了白背飞虱抗药性的产生。Vitellogenin(VG)和Target of rapamycin(TOR)是参与昆虫繁殖调控的重要基因,直接关系着昆虫后代的繁衍。对这两个基因的研究探索,有助于找到新的有效控制白背飞虱的方法。本文克隆了白背飞虱VG(SfVG)和TOR(SfTOR)两个基因,利用qRT-PCR分析了VG和TOR在白背飞虱体内的时空表达,并通过RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术研究了这两个基因的功能。研究结果如下:一、白背飞虱Vitellogenin基因的克隆、表达模式和功能研究1.SfVG基因的cDNA全长6247 bp,编码2037个氨基酸残基;该蛋白具有典型的保守结构域vitellogenin-N、DUF1943和von Willebrand factor type D domain。氨基酸序列比对分析发现,SfVG基因的氨基酸序列与其它半翅目的VG有较高的相似性,其中与灰飞虱Laodelphax striatellus和褐飞虱Nilaparvata lugens的相似性分别为89%和81%。2.SfVG基因的表达模式分析表明,SfVG主要在白背飞虱雌虫脂肪体内合成。3.使用显微注射法将dsRNA注射到白背飞虱雌虫体内,注射后的白背飞虱雌虫卵巢发育被抑制,不能产下卵粒。二、白背飞虱Target of rapamycin基因的克隆、表达模式和功能研究1.白背飞虱TOR基因序列cDNA全长7881 bp,编码2447个氨基酸残基;具有典型的poly A尾巴,该蛋白具有保守结构域FAT、FRB、PI3K/PI4K和FATC。氨基酸序列比对分析发现,SfTOR氨基酸序列与褐飞虱Nilaparvata lugens的相似性最高,达到93%。2.SfTOR基因在白背飞虱各个发育阶段均有表达,成虫期的表达量要显著高于若虫期的;此外,它在白背飞虱雌虫马氏管中有高水平的表达。3.沉默SfTOR基因后,SfTOR基因的mRNA转录水平降低,也降低了卵巢发育相关基因SfVG和SfFoXO的表达水平;解剖白背飞虱雌虫卵巢系统发现,卵巢发育被抑制,因而不能产卵。