神经肽广泛存在于低等到高等生物中,作为激素、神经递质、神经调质发挥生理功能。昆虫中的神经肽参与蜕皮、发育、取食、行为等多种生理活动的调控,其中不少对昆虫的适合度有重要影响,是害虫防治的潜在靶标。神经肽序列具有一定的保守性,但是在不同物种间的功能存在分化。褐飞虱(Nilaparvata lugens)是亚洲地区重要的水稻害虫。本研究针对褐飞虱中已预测报道的神经肽及其受体基因序列进行功能分析,以期得到对褐飞虱存活和发育有重要影响的神经肽及其受体基因,并对一些功能尚未明确的神经肽进行探索。取得的主要结论如下:对褐飞虱神经肽及其受体基因进行了功能筛查。针对褐飞虱中已预测报道的神经肽及其受体基因,本研究通过与本地的褐飞虱基因组、转录组数据比对,并通过PCR扩增验证得到了了 41条神经肽基因(转录本,含一个可变剪接本)和44条受体基因(转录本)。预测了褐飞虱神经肽前体肽的翻译后切割位点和成熟肽序列。通过RNA干扰技术,分析了它们在褐飞虱中的功能,得到沉默后造成高死亡率的4个神经肽基因(NlCCAP,NlETH,NlOKA和NlPK)和2个受体基因(NlA36和NlA46),具有成为害虫防治靶标的潜力。同时RNA干扰结果表明了蜕皮前后行为调控神经肽,甲壳类动心肽CCAP、蜕皮诱导激素ETH、鞣化激素bursicon的功能具有保守性,而其他昆虫中与蜕皮调控相关神经肽(如促前胸腺激素PTTH,羽化激素EH)在褐飞虱中的功能不明。发现亲肌性神经肽pyrokinin与褐飞虱蜕皮有关。本研究发现褐飞虱中编码pyrokinin的基因NlPK与受体基因NlA36沉默后导致蜕皮受阻。NlPK前体肽的3条预测成熟肽PK1,PK2和PK3中,发现仅PK1能激活受体NlA36下游的cAMP信号和ERK磷酸化,表明PK1是NlA36的配体。编码另一种亲肌性神经肽orcokinin的基因(转录本)NlOKA沉默后也能导致褐飞虱蜕皮受阻,但外观表型与NlPK相比有所不同。NlPK沉默后,旧皮主要脱至胸部便受阻;而NlOKA干扰后,旧皮可脱至腹部末端,但是腿无法伸出旧皮。发现一种调控褐飞虱体色的神经肽elevenin及其受体NlA42。我们发现干扰Nlelevenin基因引起褐飞虱体壁颜色黑化。注射elevenin合成肽不仅能回补Nlelevenin基因沉默的效应,还能使自然状态下体色偏黑的虫褪去黑色,表明了elevenin是一种黑化抑制因子。同时通过体内的RNA干扰实验和体外细胞学实验,证明了孤儿受体N1A42是elevenin的受体,并揭示了 N1A42与细胞内Gq和Gs蛋白偶联,激活下游PLC/Ca2+/PKC信号通路和AC/cAMP/PKA信号通路。发现elevenin影响酪氨酸黑色素通路相关基因的表达。注射elevenin合成肽,检测到黑化抑制因子ebony和black基因的表达量升高,推测elevenin为ebony和black基因的上游调控因子。干扰Nlelevenin和NlA42基因,没有检测到ebony和black基因的变化,而检测到黑化促进因子TH基因表达量上调与黑化抑制因子aaNAT基因表达量下调,表明elevenin与酪氨酸黑色素通路组成的黑化调控网络的复杂性。