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黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps(Uhler)是水稻矮缩病毒(Rice DrawfDwarf Virus,RDV)的重要传播媒介。在长期进化过程中,水稻、RDV和黑尾叶蝉之间形成了复杂的互作关系。前期研究表明,黑尾叶蝉携带RDV后出现若虫发育历期延长、雌成虫寿命缩短、产卵量下降以及子代存活率降低等生物学变化。为探讨其内在机制,本论文以黑尾叶蝉类胰岛素及其受体为研究对象,就相关基因及其在RDV与黑尾叶蝉互作中的功能作用开展了初步研究,获得主要结果如下: 1.黑尾叶蝉类胰岛素及其受体基因克隆与序列分析 在黑尾叶蝉转录组数据库中筛选获得10条类胰岛素基因(NcILP1-10)和2条胰岛素受体基因(NcInR1-2)。这些基因均包含18~26个氨基酸残基的信号肽序列,都属分泌蛋白。采用RT-PCR技术克隆获得这些基因的全长eDNA序列。黑尾叶蝉类胰岛素及其受体蛋白在进化上存在多样性特征。 2.黑尾叶蝉类胰岛素及其受体基因表达分析 采用实时荧光定量PCR对黑尾叶蝉类胰岛素及其受体基因的时空转录特征作了分析。除NcILP5在卵、若虫和成虫的表达量均相对较高外,其他类胰岛素及其受体主要在若虫期和成虫期表达。从组织分布来看,NcILP1和NcILP3主要在中肠表达,NcILP2和NcILP5在卵巢表达,NcILP4、NcILP6和NcILP8在脑表达,NeILP9在脑和中肠表达,NcILP10在脑、中肠和卵巢均有表达。NcInR1主要在脑和卵巢表达,而NcInR2则主要在脑、中肠和卵巢表达,且以卵巢表达量显著较高。携带RDV可显著抑制黑尾叶蝉NcILP4基因表达。黑尾叶蝉不同类胰岛素基因表达的时空分布多样性,揭示了这些类胰岛素在功能上可能存在的异同。 3.黑尾叶蝉类胰岛素NcILP4功能初探 黑尾叶蝉类胰岛素NcILP4基因经RNAi沉默后,其转录水平显著下调,且体内的海藻糖含量略有升高,而糖原和甘油三酯含量则均显著降低。这表明NcILP4可能参与海藻糖代谢、糖元和脂肪合成等营养代谢过程。 综合本论文结果,推测RDV可能通过NcILP4介导对黑尾叶蝉生物学的作用影响。论文结果不仅为促进对水稻-RDV-黑尾叶蝉三者互作机制的深入研究提供了基础,而且还为深入理解昆虫类胰岛素基因及其生物学功能、以及用于害虫防治新技术研发提供了基础。