枯蝉Subpsaltria yangi隶属于半翅目、蝉科,是中国特有物种。该种稀有昆虫分布范围小,以刺吸式口器取食植物木质部汁液。陕西种群主要取食酸枣Zizyphus jujuba Mill.var.spinosa（Bunge）Hu ex H.F.Chow,而宁夏种群取食斑子麻黄Ephedra lepidosperma C.Y.Cheng（Ephedraceae）。斑子麻黄含有麻黄生物碱,可以刺激动物中枢神经系统、影响肌肉收缩。截止目前,有关枯蝉选择和转换寄主植物分子机制的相关研究未见报道。本研究以枯蝉陕西种群和宁夏种群为研究对象,采用转录组测序技术,分别对其唾液腺和触角进行高通量测序,构建唾液腺中差异基因表达图谱,筛选消化和解毒相关差异基因,并鉴定触角中嗅觉相关基因,发现与枯蝉寻找和适应寄主相关的重要基因。本研究的主要结果和结论如下:1.通过对3个枯蝉地理种群的唾液腺组织进行转录组测序,共获得66.7 G高质量的测序数据,经拼接得到180,765个独立基因（Unigenes）。经微卫星位点（SSR）预测,在48,173个Unigenes中鉴定出64,395个SSRs,其中有11,976个Unigenes含有超过一个SSR位点。对3个种群差异基因两两比较,共得到2,868个差异表达基因,其中贺兰山种群和韩城种群比较组（HL vs HC）有2,208个,贺兰山种群和凤翔种群比较组（HL vs FX）有659个,凤翔种群和韩城种群比较组（FX vs HC）有632个。经过基因本体论（Gene Ontology,GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）注释分析,并结合基因注释结果,共筛选得到38个消化相关的差异基因和21个解毒相关的差异基因。这些结果表明,贺兰山的枯蝉种群通过调控消化和解毒相关基因的表达来适应寄主植物斑子麻黄,这将为以后枯蝉食性分化相关研究提供分子基础。2.从贺兰山的枯蝉种群唾液腺转录组数据库中共搜索鉴定13个完整的胞质谷胱甘肽S转移酶（Glutathione S-transferases,GSTs）基因,经过序列分析发现有6个属于Sigma家族,4个属于Delta家族,还有3个分别属于Zeta、Theta和Epsilon家族成员,未发现Omega家族成员。利用软件对该13个胞质GSTs进行氨基酸理化性质分析,发现13条GSTs脂溶性指数均超过80,并且疏水性值低于0,预测为亲水性蛋白;Sy GSTd4为胞外分泌蛋白,其余12条GSTs均为胞内非分泌蛋白。GSTs二级、三级结构和活性位点分析结果揭示了枯蝉取食斑子麻黄后的催化特性。这些结果为进一步研究枯蝉对寄主植物有毒物质的代谢机制及麻黄生物碱毒理作用相关研究提供了信息。3.本研究对枯蝉触角进行转录组测序,共筛选获得10个气味结合蛋白（Odorant binding protein,OBP）基因、10个化学感受蛋白（Chemosensory protein,CSP）基因、8个感觉神经元膜蛋白（Sensory neuron membrane protein,SNMP）基因、29个气味受体（Odorant receptor,OR）基因、13个离子型受体（Ionotropic receptor,IR）基因和7个味觉受体（Gustatory receptor,GR）基因。利用软件分别对其进行生物信息学分析,明确了嗅觉感受基因重要的理化性质。利用q RT-PCR对3个OBP基因、3个CSP基因和2个IR基因进行组织相对表达量的分析,结果表明,OBPs主要在触角和口器中表现出很高的表达量,CSPs基因在头部、胸部、触角、口器和足中均有广泛表达,ORs基因在触角和头部组织表达量均显著高于其它组织,枯蝉嗅觉感受基因在不同组织表达量的差异与其行使的功能密切相关。本研究是枯蝉嗅觉感受基因的首次报道,研究结果为枯蝉感受寄主植物分子机制研究奠定了基础。