九香虫Aspongopus chinensis Dallas,1851是一种重要的药食两用资源昆虫,具有较强的抗癌、抗菌、抗凝血、滋补、壮阳等作用。近年来,随着九香虫的抗癌、抑菌等药用价值进一步被人们所发现,其市场需求与日俱增。但九香虫野生资源数量有限,加之人们对其的破坏性采集及环境污染,野生虫源逐年减少,人工繁殖九香虫是解决其供不应求的重要途径。然九香虫存在着严重的越冬滞育现象,一年仅发生一代。九香虫大规模人工繁殖的实现,首先需破解九香虫滞育这一关键科学问题。且九香虫滞育方面的研究尚未有个报道。因此,本研究围绕可能影响九香虫滞育的生理因素,探究其滞育期与滞育解除后体内脂肪、糖类、蛋白质的含量变化及滞育和滞育解除后保幼激素(保幼激素Ⅲ)(Juvenile hormoneⅢ,JHⅢ)和蜕皮激素(20-羟基蜕皮酮)(20-hydroxyecdysone,20E)的含量变化;明确外源保幼激素和蜕皮激素对九香虫滞育的影响,并通过转录组测序分析滞育及滞育解除后九香虫之间的基因表达差异,以期从多角度揭示影响九香虫滞育的生理机制。具体研究结果如下:1.九香虫滞育期脂肪、糖类和蛋白质含量的变化为探索九香虫体内营养物质变化与滞育的关系,本研究利用索氏提取法、蒽酮比色法和BCA蛋白定量试剂盒,分别测定了九香虫滞育期(10月-次年4月)和滞育解除后(次年5月)体内的脂肪、糖类和蛋白质含量变化。结果显示:九香虫滞育期脂肪含量随着时间推移逐渐降低,到滞育后期(4月)脂肪含量达到最低(19.51%±0.47%),与滞育初期(10月)的40.55%±1.48%相比存在显著性差异(P<0.05);糖类在滞育初期(10月)开始积累至11月,后不断减少至次年4月,滞育解除后(次年5月)糖类的含量又显著增高(P<0.05);蛋白质含量从滞育初期(10月)开始缓慢增加,直至次年3月开始下降,滞育解除后蛋白质含量显著低于滞育期(P<0.05)。2.九香虫滞育和滞育解除后体内保幼激素和蜕皮激素含量测定为了探究九香虫滞育和滞育解除后体内保幼激素和蜕皮激素的含量变化,揭示保幼激素和蜕皮激素对九香虫滞育的影响,本研究选取了滞育和滞育解除后的九香虫成虫为材料,采用高效液相色谱法测定其体内JHⅢ和20E含量。结果表明:滞育和滞育解除后九香虫体内JHⅢ含量有一定的变化,滞育九香虫JHⅢ含量(4.3016±0.0449 ng/μL)显著低于滞育解除后含量(9.6873±1.6157 ng/μL);在滞育和滞育解除九香虫中都未检测到20E。3.外源保幼激素和蜕皮激素对九香虫滞育的影响为验证保幼激素和蜕皮激素对九香虫滞育的影响,分别对滞育九香虫翅下注射不同浓度的外源JHⅢ和20E。结果显示:注射外源JHⅢ30天后观察到九香虫发生交配行为;50 ng/μL实验组交配率最高(91.600%±0.038%),显著高于其他实验组(P<0.05);10、100、200 ng/μL实验组,交配率分别为21.700%±0.100%、39.330%±0.780%、21.880%±0.090%,没有显著差异(P≥0.05);而丙酮对照组(CK)和5 ng/μL实验组则没有出现交配现象(P<0.05)。注射外源20E,只有150、200 ng/μL实验组在37天后出现了交配现象,交配率分别为14.440%±0.100%和16.880%±0.080%,二者之间差异不显著(P≥0.05)。4.滞育和滞育解除九香虫转录组分析为更深入探索九香虫滞育生理机制,本研究对滞育和滞育解除九香虫进行了转录组测序分析,筛选差异表达基因,并挖掘滞育相关通路。利用Illumina HiSeq X Ten测序平台对滞育和滞育解除九香虫进行高通量测序;共有336,230,260 clean reads通过组装拼接得到80769个Unigenes基因,再将组装获得的转录组序列与六大数据库(NR、Swiss-Prot、Pfam、COG、GO和KEGG数据库)进行比对注释,其中共有44.78%(36169)的基因在数据库中获得注释。对滞育和滞育九香虫测序得到的数据进行表达量差异分析,共有3524个差异基因,其中有1350个基因上调,2174个基因下调。应用KEGG功能注释分析发现上述基因参与了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、脂肪代谢、信号转导、翻译等生理过程。根据KEGG富集分析差异基因,其中富集到了昆虫激素生物合成、碳水化合物代谢、脂质代谢、胰岛素合成等可能与九香虫滞育相关的信号通路,为未来更深入研究滞育相关基因功能和破解九香虫滞育难题提供依据和参考。