昆虫的变态主要是在保幼激素和蜕皮激素的协同调节作用下发生的。二者均是同其受体因子结合,继而调控信号通路中下游基因的表达,启动变态的发生。两条激素信号通路之间能通过一些转录因子相互作用。核受体型转录因子FTZ-F1即是其中之一。核受体型转录因子在其变态、生殖、滞育中起到关键作用,已有研究表明,在黑腹果蝇中有两个FTZ-F1变体:DmαFTZ-F1和DmβFTZ-F1。DmαFTZ-F1在胚胎形成时发挥重要作用,而DmβFTZ-F1在幼虫、蛹、成虫时期不可或缺,对幼虫的蜕皮及蛹期精确调控。在鞘翅目、鳞翅目、膜翅目等昆虫以及其他物种中,都部分验证了FTZ-F1的重要性。可见,FTZ-F1对生物的发育十分重要,具有很大的研究价值。马铃薯甲虫主要为害茄科植物,是一种重要的食叶害虫。本文中,依据马铃薯甲虫转录组数据库得到LdFTZ-F1的片段后,通过RT-PCR、RACE等手段获得LdFTZ-F1的两个变体;构建干扰载体dsLdFTZ-F1;用RNA干扰的方法探究LdFTZ-F1在幼虫向蛹转变过程中的作用;用qPCR的方法检测沉默LdFTZ-F1后基因表达量,推究LdFTZ-F1在蜕皮激素和保幼激素信号通路中的作用,及沉默该基因致使化蛹失败的原因。本文的研究结果如下:1、马铃薯甲虫LdFTZ-F1基因的克隆、序列分析及时空表达搜索马铃薯甲虫的转录组数据,得到两条LdFTZ-F1片段,RT-PCR验证其正确性后,通过 RACE克隆,得到两个 LdFTZ-F1 变体:LdFTZ-F1-1和 LdFTZ-F1-2。LdFTZ-F1是核受体型转录因子,通过结构分析,可知LdFTZ-F1具有典型的结构域:N端(A/B域)、DNA结合域(C域)、铰链区(D域)和配体结合域(E域)。通过进化分析可知,LdFTZ-F1与其它鞘翅目FTZ-F1聚于一支。分析LdFTZ-F1-1和LdFTZ-F1-2在各个龄期和不同组织中的表达谱,发现在所有龄期和组织中均有表达。LdFTZ-F1-1在卵和三龄幼虫中高表达,而LdFTZ-F1-2在最后一龄期、漫游期和成虫期表达量较高。在一龄和二龄,两个变体的表达量都较低,二者可能具有不同的功能。两变体在各组织中的表达相似,均是在脑-心侧体-咽侧体复合体和表皮中高表达。2、分析20E、JH、ILP信号途径对LdFTZ-F1表达的调控对幼虫期不同日龄表达分析发现,LdFTZ-F1与蜕皮激素合成重要基因LdSHD的表达谱相似;RNAi沉默LdSHD后,20E滴度降低,同时LdFTZ-F1的表达量也显著下降。沉默LdILP2后,LdFTZ-F1的表达量极低,而用JH或JH类似物吡丙醚处理四龄初幼虫,或沉默LdAS-C和LdJHAMT,与对照相比,LdFTZ-F1的表达并不受影响。以上结果表明:20E和ILP信号通路参与调控LdFTZ-F1的表达,而JH信号途径不参与这一过程。3、沉默LddFTZ-F1基因的影响连续三天用涂有dsLdFTZ-F1菌液的马铃薯叶片饲喂四龄初幼虫,观测对其发育的影响。结果显示,试虫化蛹率极低,并最终死亡。qRT-PCR发现,LdFTZ-F1的表达水平显著下调,而同时饲喂Ha1的试虫其化蛹率和靶标基因的表达均未得到回补。沉默LdFTZ-F1后检测到蜕皮激素合成过程中的重要基因LdPHM、LdDIB、LdSHD的表达量显著下降,导致20E的滴度也显著降低。同时,20E受体LdEcR-A和LdEcR-B、LdUSP的mRNA降低,20E信号通路紊乱。保幼激素信号通路也受影响:JH的合成途径被激活,JH滴度升高,但JH通路中重要基因LUKr-h1的表达量降低。以上结果表明:LUFTZ-F1调控JH和20E滴度,介导JH和20E信号转导途径,进而影响幼虫的变态过程。