黏虫Mythimna separata（Walker）是我国重要的农业害虫之一,因其幼虫暴食性、成虫季节性往返迁飞以及强繁殖力,造成农作物大面积减产甚至颗粒无收。因此,对黏虫发生进行准确预测预报以及有效防控是粮食作物生产安全的重要保证。目前,对黏虫的防治主要依靠化学农药,但其带来的抗药性和环境问题日益严重,亟需有效且绿色的黏虫防治策略。从昆虫行为生理学角度研究害虫取食行为、生长发育调控机制开辟了害虫防治领域的新视角。神经肽作为内源活性物质,通过激活G蛋白偶联受体（GPCR）参与调控昆虫的许多生理过程,因此,神经肽信号系统被认为是一种潜在的害虫防治靶标。本研究首先通过微卫星标记对我国黏虫种群结构进行研究,为发现东西部种群是否存在遗传分化及预测预报提供依据。其次,基于黏虫RNA-seq测序,挖掘与昆虫取食或生殖相关的神经肽F（NPF和NPY）和短神经肽F（sNPF）及其受体基因,借助RNA干扰（RNAi）和RT-q PCR技术探究NPF和sNPF信号系统在黏虫体内参与的生理功能。取得的主要结果如下:1.基于微卫星标记对我国黏虫种群遗传结构研究利用微卫星标记对我国9个省20个自然群体的遗传结构研究表明,7个多态性位点共检测到193个等位基因,种群遗传多样性较高。基于贝叶斯聚类分析发现,20个地理种群可划分为3个类群,而主成分判别分析确定了10个亚群,但均可视为2个明确亚群和1个混合类群。种群间检测到很低至中度程度的遗传分化(0＜FST＜0.15),种群的总遗传变异主要来源于个体间。Mantel检验发现遗传距离和地理距离之间没有相关性（P=0.118）。大多数种群间存在较强的基因流（Nem＞4）,并在一些种群中检测到不对称迁移率,很少有种群经历过近期瓶颈。说明黏虫的大规模远距离迁飞导致种群间遗传分化很低,且基因交流频繁。这一结果不仅从分子水平证实了前人对我国黏虫大范围迁飞扩散的发现,也对于研究遗传进化和黏虫大暴发预测预报有重要意义。2.黏虫神经肽F及其受体基因鉴定和序列分析基于转录组分析,共挖掘到50个神经肽前体基因,涵盖了绝大多数已知的昆虫神经肽或肽激素。进一步克隆得到NPF、NPY和sNPF及其受体NPFR、sNPFR1和sNPFR2基因,其完整开放阅读框分别为246、282、549、1182、1401和1305 bp。氨基酸序列比对结果表明,NPF、NPY和sNPF成熟肽均具有高度保守的特征基序,分别为RPRFamide、RGRYamide和RLRFamide;而3个神经肽受体NPFR、sNPFR1和sNPFR2均具有典型的7个跨膜结构域,属于类视紫红质GPCRs。系统进化树分析发现,6个基因均与鳞翅目昆虫聚类到独立的分支,亲缘关系最近。3.神经肽F及其受体基因的时空表达谱基因时空表达模式分析发现,NPF、NPY和sNPF及其受体NPFR、sNPFR1和sNPFR2在不同龄期幼虫、蛹和成虫中显著差异表达。6个基因在幼虫期表达量最高,成虫期次之,蛹期最低。4龄幼虫中,NPF、NPY、NPFR和sNPFR2在中肠的表达量最高,而sNPF和sNPFR1在中枢神经系统（CNS）中表达最高,其次是中肠。6个基因在1日龄成虫不同组织中均有表达,且差异显著。其中,NPF、NPY和NPFR的表达量均在消化道最高;sNPF在头部高丰度表达,而sNPFR1和sNPFR2均在消化道或脂肪体中表达最高。此外,这些基因在成虫精巢和卵巢中也有一定表达,进一步观察交配和产卵对基因表达的影响发现,交配后的雄蛾NPF、sNPF、sNPFR1和sNPFR2的表达量升高,而NPY和NPFR降低;产卵后的雌蛾NPFR和sNPFR1表达量升高,说明它们可能参与了黏虫的生殖调控。4.胁迫条件下神经肽F及其受体基因的表达响应不同胁迫处理均能显著影响NPF、NPY和sNPF及其受体基因NPFR、sNPFR1和sNPFR2基因的表达。饥饿胁迫下,幼虫和成虫中NPF、NPY和NPFR表达量均上调,而sNPF、sNPFR1和sNPFR2表达水平皆下调,且随着重新取食而恢复至原来水平,表明6个基因的表达变化与黏虫的摄食密切相关。高、低温处理后,除sNPF表达量下调外,其余基因均表现出上调趋势。药剂胁迫后,亚致死剂量毒死蜱、高效氯氟氰菊酯和苏云金杆菌处理后,幼虫中6个基因基本呈上调趋势。3龄幼虫被中红侧沟茧蜂寄生后,6个基因均出现转录高峰。这些结果表明6个基因在黏虫胁迫响应中发挥重要作用。5.基于RNAi探究神经肽F及其受体基因功能通过体腔注射dsRNA,明确对3龄幼虫sNPF和sNPFR1合适的干扰剂量为3μg,sNPFR2为5μg,沉默效率达30%～50%。对4龄幼虫,以5μg dsNPY和4μg dsNPFR的注射量为宜,效率在20%～50%之间。分别沉默这5个基因后,幼虫相对消耗率和生长率均降低,基本表现为:食物消耗减少,体重变轻,体型变小,发育延缓;能源物质糖原和总脂减少,海藻糖含量增加。对初羽化成虫RNAi发现,不同剂量dsNPF和dsNPFR均有一定的沉默效率,但并不稳定。4μg dsRNA对成虫NPY、sNPF和sNPFR1基因的干扰效果明显,效率可达30%～60%;而6μg dssNPFR2的干扰效率可达40%。干扰雌蛾sNPF及其受体sNPFR2基因后,主要表现为单雌产卵量显著减少,但沉默NPY和sNPFR1对雌虫产卵量影响不大;沉默4个基因对成虫寿命均无显著影响。此外,干扰sNPFR2后,生殖相关基因JHAMT、FAMe T、Vg和Vg R转录水平显著下调。综上表明,NPF和sNPF信号通路能够调节幼虫摄食和生长发育,并与能量代谢有关,而sNPF及其受体sNPFR2在雌蛾生殖过程中发挥重要功能。6.神经肽F与其受体蛋白相互作用的分子模拟利用AlphaFold从头建模技术分别构建了黏虫NPFR和sNPFRs受体蛋白与其多肽配体NPF和sNPF的三维结构模型,在此基础上通过分子对接可视化两者之间的相互作用模式,发现NPF链与其受体NPFR链上的Glu24-Tyr171、Tyr44-Tyr244和Arg51-Ser300,sNPF与其受体sNPFR1的Arg39-Leu262、Pro52-Tyr303和His53-Ser299以及sNPF与其受体sNPFR2的Pro52-Tyr339残基之间形成的氢键可能是主要结合位点,为靶向设计黏虫NPF和sNPF信号系统的激动剂或拮抗剂提供参考。综上所述,本研究明确了我国黏虫东西部种群不存在遗传分化,补充了西部种群遗传结构研究的缺乏,为其科学预测预报提供依据。并通过RNAi确定了NPF和sNPF及其受体基因与黏虫取食和生殖密切相关,旨在以NPF和sNPF信号传递系统为防治靶标创制害虫新型防控剂提供依据。