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褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)是水稻的主要害虫,有远距离迁飞的习性。海藻糖作为昆虫的血糖,是褐飞虱体内重要的储存性能源物质,在褐飞虱的飞行过程中为其提供能量,在褐飞虱的各种生命活动中起着不可替代的作用。海藻糖通过血淋巴到达各个组织,被海藻糖酶水解为葡萄糖,为多数组织细胞吸收和利用。血淋巴中的海藻糖还可以转化为甘油、山梨醇、多元醇等物质,这些物质可通过溶质效应降低过冷却点,能保护细胞和酶蛋白免受冻害,提高其抗逆性。为了更好的对褐飞虱进行监测与治理,从而控制其迁飞与危害,本文用分子生物学方法克隆褐飞虱的两种海藻糖酶基因：可溶性海藻糖酶(NlTre-1)和膜结合海藻糖酶(NlTre-2),并就20E (20-Hydroxyecdysone,20-羟基蜕皮酮)对不同阶段两种粗酶的活性和mRNA表达量的影响进行了测定,在此基础上测定了几种潜在的海藻糖酶抑制剂对两种海藻糖酶的抑制作用,在研究褐飞虱新型海藻糖酶抑制剂方面取得了一定的进展。一、褐飞虱两种海藻糖酶基因的克隆与分析采用简并引物PCR和RACE技术克隆了褐飞虱两种海藻糖酶的全长基因,两种海藻糖酶都含有其它昆虫海藻糖酶的两个功能保守区,膜结合海藻糖酶还包含一个推测的跨膜区域。褐飞虱NlTre-1推导的氨基酸序列与豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)和瘤姬蜂(Pimpla hypochondriaca)的可溶性海藻糖酶(Trehalase-1)具有很高的相似性,分别为52%和49%。褐飞虱的NlTre-2推导的氨基酸序列与西方蜜蜂(Apis mellifera)和豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)的膜结合海藻糖酶(Trehalase-2)相似性分别达64%和63%。二、20-羟基蜕皮酮(20-Hydroxyecdysone,20E)对不同阶段两种海藻糖酶的活性影响用20E对虫体进行不同剂量和不同时间处理后,检测两种海藻糖酶的活性变化。结果20E对褐飞虱长翅5龄雌虫的膜结合海藻糖酶无明显影响,可溶性海藻糖酶在经过20E处理后,活性有小幅增长。三、两种海藻糖酶基因在20E作用下的差异表达比较了在有无20E作用下,两种海藻糖酶基因在褐飞虱不同发展阶段的差异表达。五龄长翅雌虫的两种海藻糖酶基因在无20E作用时,所有阶段样本的NlTre-1表达量都比NlTre-2要高,但两者总体保持稳定,仅在蜕皮第四天后NlTre-1有小幅增长。而用8 ng/头剂量的20E处理刚蜕皮后五龄长翅雌虫的第四天后,NlTre-1表达量明显上升,NlTre-2的表达量则没有明显变化。四、外源化合物对褐飞虱海藻糖酶的抑制作用测定了几种不同结构的外源化合物对于两种海藻糖酶的抑制作用。在50μM浓度各种外源化合物的影响下,可溶性海藻糖酶的活性未受影响,而膜结合海藻糖酶的活性则受到不同程度的抑制。化合物IPP03和IPP04对膜结合海藻糖酶的抑制效果较好,50μM下的抑制率分别达72.49%和79.20%,两种化合物的抑制中浓度IC50值分别为20.32μM和18.21μM。本研究结果可推动昆虫体内海藻糖代谢内在机制的研究进展,为以海藻糖酶为杀虫靶标的农药筛选奠定实验基础,从而为害虫的监测与防治提供一定的理论基础,同时为昆虫的生理学研究提供一定的帮助。