家蚕是全变态鳞翅目模式昆虫，幼虫期其翅以翅原基的形式存在于虫体的第2、3胸节两侧。当家蚕经历幼虫至蛹的变态发育，翅原基经快速生长、分化，并外翻形成了蛹翅。为从转录水平探究家蚕翅原基向蛹翅转变过程中的发育特点，我们利用RNA-Seq的方法，对5龄6天(L5D6)、预蛹(PP)和蛹期0天(P0)的家蚕翅原基和蛹翅进行了高通量转录组测序，获得了基因的时期表达谱。结合表达谱数据的生物信息学分析结果及实验证据，我们从转录水平上较为详细的阐述了家蚕翅原基在变态发育期的发育特点，为进一步研究家蚕翅发育分化提供了依据。　　本研究获得的主要结果如下:　　(1) RNA-seq测序在L5D6、PP和P0时期分别获得了4，842，606;4，741，356和4，852，047条clean reads;利用SOAPaligner/soap2软件将它们与家蚕基因组比对后，分别在L5D6、PP和P0时期得到了11，316;11，236和10，938个基因。3个时期共获得12，254个基因，大部分（9，822个）为3个时期共表达的，组装后的基因平均长度为1，226 bp。　　(2)翅原基的发育分化与基因的差异表达紧密联系，故对差异表达基因（Differentially Expressed Gene，DEG）作了分析。L5D6至PP(L5D6 vs PP)和PP至P0(PP vs P0)两发育阶段共鉴定出5，287个差异表达基因。在L5D6 vs PP中，差异上调和差异下调表达的基因分别有926个和1，852个，共2，778个;而在PP vs P0中，差异上调和差异下调表达的基因分别有672个和3，192个，共3，864个。为初步了解它们的基本功能，对其做了GO(Gene Ontology)功能归类分析，结果表明催化活性(catalytic)、分子传导(molecular transduce)和结构分子(structural molecule)等功能项是差异上调表达基因占显著优势的GO项，推测具有这些功能的基因可能积极参与了翅原基向蛹翅快速转变的过程。　　(3)蜕皮激素(20-hydroxyecdysone，20E)和保幼激素(Juvenile hormone，JH)是昆虫体内两种重要的激素，它们的信号变化控制了昆虫的生长发育过程。化蛹前家蚕体内JH滴度较高，但它并不阻止翅原基在化蛹时转变为蛹翅。为了调查20E和JH信号通路在翅原基转变为蛹翅过程中的活性情况及揭示JH信号不抑制翅原基向蛹翅发育的原因，对20E和JH信号通路相关基因作了分析。结果表明20E信号通路相关基因如E74、E75B和HR3都在幼虫-蛹的变态发育过程显著上调表达;而JH信号通路相关基因如SRC和Kr-hl都显著下调表达，且表达量较20E信号通路相关基因低很多。这暗示幼虫-蛹的变态发育期，20E信号通路在翅原基的发育过程中起主导作用，JH信号传导有关基因低表达或不表达可能是高滴度JH不抑制翅原基向蛹翅转变的原因。　　(4)转录因子通过控制靶基因的转录，调控了生物体的正常发育分化。为找到部分在翅原基向蛹翅转变过程中可能起重要作用的转录因子，对表达谱数据中的基因做了转录因子鉴定和分析。结果共鉴定出147个转录因子，差异表达的有60个，差异上调表达的有17个。10个在PP时期显著上调表达，另7个则在P0时期显著上调表达，查阅资料后本文对它们在家蚕翅原基向蛹翅转变过程中的可能功能作了预测。　　(5)表皮蛋白(cuticle protein)[包括翅表皮蛋白(wing cuticle protein，WCP)]是翅的重要组成成分。为此对表皮蛋白相关基因做了分析，结果显示L5D6、PP和P0时期分别检测到113，132和188个表皮蛋白基因，共计205个。其中P0时期，表皮蛋白相关基因的表达最为活跃，反映了该时期翅的快速生长。　　(6)几丁质(chitin)在翅中起骨架作用，为明确其在变态发育期翅原基中的动态变化，对几丁质降解及合成通路相关酶基因的表达情况作了分析。结果表明几丁质降解相关基因[如几丁质酶（chitinase）]和几丁质从头合成相关酶基因[如已糖激酶（hexokinase）]都在翅原基向蛹翅转变过程显著上调表达，推测蛹翅中的几丁质可能来源于旧几丁质的重新利用和从头合成的几丁质两部分。另外，几丁质降解及合成通路显示除海藻糖(trehalose)外，D-果糖也可用于几丁质的从头合成。本研究在变态发育期的家蚕血淋中检测到了D-果糖，故推测家蚕还可能利用D-果糖从头合成蛹翅中的几丁质。　　(7)翅原基早期发育分化相关基因在果蝇（Drosophila）中研究的最为详细深入，为探究它们在翅原基向蛹翅的转变过程中的可能功能，对家蚕中与其同源的基因作了分析。结果表明除Fringe外，其他基因如Engrailed、Apterous和Wingless都在翅原基向蛹翅转变过程中显著下调表达。这暗示在幼虫至蛹的变态发育前，翅原基中的细胞命运决定已基本完成。　　(8)翅原基发育由多个基因控制。缺失Gonad（又名Eagle）功能的果蝇呈现展翅(held-out wing)表型，并散失飞翔能力，表明Gonad调控了果蝇翅原基发育过程。本研究显示BmGonad在家蚕翅原基向蛹翅转变过程中显著上调表达，为探究其在家蚕翅发育中的可能功能，我们已克隆其ORF全长。　　综上所述，20E信号通路的活性在翅原基向蛹翅转变过程中起主导作用，JH信号传导相关基因在变态发育期的低表达或不表达可能是化蛹时高滴度JH不抑制翅原基向蛹翅转变的原因。翅原基向蛹翅转变过程中有17个上调表达的转录因子，预测它们中可能存在对家蚕翅原基向蛹翅转变过程中起调控作用的关键因子。蛹翅中几丁质的来源可能为旧几丁质的重利用和从头合成的几丁质两部分。D-果糖也可能被用于家蚕翅中几丁质的从头合成。化蛹前，家蚕翅中的细胞命运决定已基本完成。