昆虫是地球上种类最多、数量最大的动物类群,而且具有惊人的繁殖能力。昆虫生殖腺（Gonads）作为重要的内生殖器,分泌蛋白种类繁多且功能多样,不仅影响雄性昆虫的生殖能力,也影响雌性昆虫的生理过程和生殖行为。鳞翅目是昆虫纲中仅次于鞘翅目的第二大目,其中家蚕（Bombyx mori）由于其良好的研究背景以及重要的经济意义而成为鳞翅目模式昆虫。以家蚕为对象来研究生殖腺分泌蛋白对交配繁殖的作用,有助于了解昆虫的生活过程及进化途径,相关研究结果不仅能应用于益虫利用,还能推广至害虫的遗传防治。本论文围绕家蚕生殖腺的转录组及其生殖腺特异性表达基因的功能开展研究,利用转基因CRISPR/Cas9技术分别构建雄性不育和雌性不育的家蚕突变品系,主要研究内容和结果如下:1.家蚕生殖腺的转录组研究家蚕的生殖腺包括精巢（Testis,TE）、卵巢（Ovary,OV）和副性腺（Accessory gland,AG）,针对雌雄两性不同又分为雄性副性腺（Male accessory gland,MAG）和雌性副性腺（Female accessory gland,FAG）,而生殖腺内含多种与交配繁殖相关的分泌蛋白。本研究选取家蚕未交配成虫期的精巢、卵巢、雄性副性腺和雌性副性腺四个组织,分别进行了转录组测序（RNA-seq）。检测结果表明,精巢中表达的基因有9385个,卵巢中表达的基因有4552个,雄性副性腺中表达的基因有4054个,雌性副性腺中表达的基因有8205个,四个组织中都表达的基因有2923个;基因功能及代谢通路具有多样性,并以不同的方式精准调控生殖进程。2.家蚕Ser2基因突变体构建与精子功能调控研究Serine protease 2（Ser2）基因编码的蛋白是丝氨酸蛋白酶家族的一员,也是昆虫精液蛋白的重要成份且在进化上相对保守。利用CRISPR/Cas9技术敲除家蚕Ser2基因,发现Ser2基因突变导致家蚕雄性不育但雌性正常,且雄性不育表型可稳定遗传给后代。对精子束和精子进行染色,结果表明突变体中精子束和精子的形态与对照组相比并无显著性差异。对家蚕成虫交配5 h后产下的卵进行染色,对照组中可观察到在产卵0 h的精核和卵核,以及产卵5 h和10 h的卵裂现象;与突变体雄性交配后,染色结果中只能观察到卵核并没有卵裂现象。这些结果证明突变体精子形态正常但不能顺利入卵完成受精过程而导致雄性不育。3.家蚕Osp基因突变体构建与卵子发生调控研究Ovarian serine protease（Osp）基因编码的蛋白属于丝氨酸蛋白酶家族中的一员,对卵子发生的调控至关重要且在进化上高度保守。利用CRISPR/Cas9技术敲除家蚕Osp基因,发现Osp基因突变导致家蚕雌性不育但雄性正常,且雌性不育表型可稳定遗传给后代。对家蚕游走期卵巢进行观察,与对照组相比,突变体卵巢形态发生改变且输卵管不规则。通过解剖未交配家蚕雌性成虫,发现与对照组相比,突变体输卵管收缩并变短且输卵管中卵子发育异常,最终致使雌性不育。综上所述,本论文针对家蚕生殖腺分泌蛋白对交配繁殖的调控作用进行研究,并利用CRISPR/Cas9技术探究家蚕雄性和雌性特异性表达基因的功能;从突变体表型入手,解析Ser2基因和Osp基因在家蚕生殖调控中的重要作用,探寻突变对昆虫竞争力、吸引力以及生长发育无影响但导致雄性不育或雌性不育的关键基因,可为构建新型不育昆虫提供潜在靶标,并为害虫生物防治提供新策略。