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家蚕作为鳞翅目的模式昆虫,其神经系统属于腹神经索型。家蚕神经系统发育受到许多基因和小分子RNA的调控,如小RNA（microRNA,miRNA）、小干涉RNA（small interfering RNA,siRNA）和piwi蛋白互作RNA（piwi-interacting RNA,piRNA）等。早期对piRNA研究大多集中在生殖细胞中,而在神经组织中的研究并不多。因此,探究存在于家蚕神经组织piRNA的功能,将为piRNA新功能的研究奠定良好的基础,同时也为从非编码RNA角度探索鳞翅目害虫防治提供新的思路。本研究以家蚕5龄3天幼虫的大脑为研究对象,通过Ambion Poly（A）Purist?Kit垂钓rRNA和mRNA,得到去除高丰度rRNA和mRNA的均一化的家蚕大脑小RNA（small RNA,sRNA）文库。深度测序鉴定存在于大脑组织的piRNA,生物信息学预测这些piRNA潜在的靶基因。同时,通过在细胞水平和个体中过表达piRNA实验进一步证实piRNA对靶基因的表达影响,探索piRNA对家蚕神经系统发育的调控机理。主要研究结果如下:1.构建家蚕大脑sRNA文库,用Illumina Hiseq2000TM进行测序。通过分别与Rfam&Repbase数据库和基因组比对,获得能够匹配到Rfam&Repbase数据库的序列共189,415个,其中rRNA占54.05%,其次为tRNA,占25.57%。其他类型的RNA在文库中占12.66%。对获得的sRNA序列长度进行统计,发现大部分sRNA长度在18-30nt之间,表明其中既有miRNA,也有piRNA。2.通过对sRNA文库中获得的miRNA和piRNA进行分析及其靶基因预测,发现其中已知的miRNA有684个,包括家蚕中已知的357个、与昆虫近缘物种同源的26个,以及与人同源的301个mi RNA。另外,又得到家蚕新的miRNA有74个。对miRNA的靶基因进行预测,发现634个已知的mi RNA和65个新的miRNA共有1015个靶基因。另外,我们发现5805个家蚕中新的piRNA及1个与果蝇同源的已知的piRNA。对piRNA的靶基因进行预测,发现391个piRNA共有1191个靶基因。对pi RNA靶基因GO注释和KEGG pathway分析后,发现家蚕大脑中存在的这些piRNA可能在家蚕神经系统的发育调控中发挥重要的作用。3.以三个piRNA即piR-1841、piR-1886和piR-4682及其预测的靶基因为研究对象,探索其在家蚕5龄3天幼虫的10个组织中的表达情况。结果发现,piR-1841在精巢、卵巢中表达量高于大脑及胸腹神经,而其靶基因neuronal PAS domain-containing protein 1/3在大脑及胸腹神经中表达量非常高。piR-1886表达趋势与piR-1841相似,但其靶基因agrin除在大脑和胸腹神经中高表达外,在表皮中表达量也非常高。piR-4682在精巢、卵巢和血淋巴中表达量都比较高,而其靶基因neuromedin U receptor在大脑、丝腺、表皮及脂肪体中表达量较高。表明这三个piRNA存在于不同组织可能发挥着不同的功能,并且与其神经发育相关的靶基因可能存在着相反的调控关系。4.进一步研究发现,piR-4682和miR-305可能产生于同一基因位点。两者的表达谱结果显示,与piR-4682的表达模式不同,mi R-305在家蚕血淋巴中表达量非常高,而在精巢、卵巢及胸腹神经中表达量较低。为了研究piRNA的功能,构建好的重组载体psiCHECK[small wing]分别与piR-4682和mi R-305的类似物（mimics）共转染哺乳动物HEK293细胞系,检测荧光素酶活性。结果显示,过表达piR-4682和miR-305均可使small wing基因表达量下降,并且miR-305对small wing基因的抑制作用强于piR-4682。通过在家蚕头部注射piR-4682的agomir实现过表达piR-4862后,结果发现其靶基因small wing表达量出现下调。表明piR-4682可能对small wing基因具有一定的调控作用。