翅多型现象是昆虫表型可塑性的一种重要表现。褐飞虱（Nilaparvata lugens）是一种典型翅二型昆虫,能够产生长翅、短翅两种成虫。长翅型褐飞虱具有发育完全的翅和间接飞行肌,能够长距离飞行,有助于种群扩散;短翅型褐飞虱则具有更强的繁殖力,利于种群在居留地快速繁殖。褐飞虱若虫根据环境条件变化,进行扩散与生殖之间的权衡以维持种群延续。虽然前人以具有多型现象的直翅目、鞘翅目、半翅目昆虫为模型,对组织可塑性发育与生殖等生命特征之间的权衡机制做了较多研究,但迄今为止翅可塑性与其他生命活动的权衡策略仍鲜有报道。本文围绕胰岛素信号途径对褐飞虱翅二型的调控作用,利用比较转录组学、基因沉默等方法,从全基因组水平深入分析长、短翅褐飞虱从卵到成虫的基因时序表达与生理生化过程的权衡、前/后翅翅芽可塑性发育的分子机制以及翅可塑性发育与生殖之间的权衡关系。主要研究结果如下:（1）鉴定了胰岛素途径主导的长翅分化与生理生化进程之间的权衡调控策略。通过比较转录组分析,发现胰岛素受体2长翅突变体(Nl In R2E4a-/-)若虫期表皮蛋白基因表达显著下调,此外调控碳水化合物代谢（与养分积累和能量动员有关的丝氨酸、精氨酸、脯氨酸代谢等途径）、脂代谢（甘油脂/甘油磷脂代谢和角质、海底脂和蜡的生物合成）以及糖酵解/糖异生的基因在若虫期也显著下调。成虫期长翅突变体(Nl In R2E4a-/-或沉默NlFoxO)显著上调翅发育网络节点基因（如Nlvestigial）和飞行肌发育相关基因（如Nlflightin与Tpn C4）,而卵黄蛋白（Nlvitellogenin）表达量显著下调。所以,长翅型褐飞虱在若虫期可能通过降低代谢速率为翅的发育提供能量,而成虫期可能在翅可塑性发育与生殖之间产生权衡调控。（2）明确NlFoxO通过调控细胞增殖时间长短来调控翅可塑性发育。通过比较转录组分析发现大量基因（10-19%）在5龄褐飞虱前翅芽和后翅芽中均有显著差异表达,包括了细胞周期相关基因（如细胞周期蛋白D2）。GO富集分析表明,差异基因主要与cell process、binding和cell part分类有关。KEGG分析表明上调的差异基因显著富集于DNA replication和cell cycle通路。因此,沉默NlFoxO可能会提升翅芽细胞增殖相关基因的表达水平和持续时间,这可能是长翅发育的主要驱动因素。（3）发现了甲基化介导胰岛素信号途径对褐飞虱生殖可塑性的调控方式。在NlFoxO沉默的转录组中鉴定到一个功能未知的甲基转移酶Nl MTase15,发现Nl MTase15是褐飞虱雌虫卵巢发育所需的重要甲基转移酶。沉默Nl MTase15（ds Nl MTase15）导致褐飞虱雌虫卵黄蛋白原合成不足,致使雌虫不育;沉默Nl MTase15的雄虫只有少量精子转移到野生雌虫体内,且这些野生型雌虫所产的卵停滞在胚胎期,不能正常孵化。本结果为胰岛素信号通路可能通过表观遗传调控生殖可塑性提供了直接证据。本研究首次从全基因组角度系统分析了胰岛素途径主导的长翅型和短翅型飞虱从卵到成虫整个发育历期的基因表达差异,研究结果全面阐述了翅型分化与其他生命特征权衡关系的分子策略,为深入解析组织的可塑性发育提供了理论基础。