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桑树是家蚕的主要食物来源,直接影响蚕茧产量和质量。在生产中,桑园每年都会因爆发病虫害给蚕桑产业造成严重经济损失,其中以桑螟造成的损失最为严重。桑螟防治主要是以化学防治为主,但是由于桑螟抗药性逐渐增强以及三龄桑螟幼虫的卷叶特性,防治效果越来越不理想,亟待寻找新的防治手段。几丁质是昆虫表皮、围食膜、气管等重要器官必不可少的组成成分,在昆虫蜕皮、化蛹、羽化等生长发育过程中发挥着重要作用。由于几丁质不存在于人类和其他高等动物中,因此是开发专一性强、安全性高的新型生物杀虫剂的理想靶点。本学位论文以桑螟为研究对象,通过对桑螟表皮、中肠和全虫进行转录组测序分析,筛选并鉴定桑螟几丁质代谢相关基因,再运用多种分子生物学技术探究关键基因的功能,解析桑螟几丁质代谢通路的调控机制,研究结果为阐明桑螟几丁质代谢分子机制提供理论依据,为桑螟生物防治提供有效靶点,也为其他害虫生物防治提供理论参考。主要研究结果如下:（1）基于转录组学鉴定桑螟几丁质代谢相关基因及其功能分析由于桑螟尚无全基因组数据库,因此本研究采用转录组测序技术,对桑螟表皮、中肠和全虫分别进行测序分析,并构建桑螟c DNA文库。结果共拼接出37 118个Unignes,通过比对蛋白数据库注释到20 100个Unigenes。根据基因在不同组织中的表达水平及参照多个数据库注释结果,共鉴定出19个桑螟几丁质代谢相关酶,包括2个几丁质合成酶（CHS）、7个几丁质酶（CHT）、4个几丁质脱乙酰化酶（CDA）、2个海藻糖酶（Tre）、Retroactive（Rtv）、N-乙酰葡萄糖胺激酶（NAGK）、乙酰葡萄胺磷酸变位酶（PAGM）和UDP-N-乙酰葡糖胺焦磷酸化酶（UAP）。为了验证候选基因在几丁质代谢通路中作用,选择表皮通路中具有代表性的Gp CDA1和Gp CHT3a进行RNAi验证。结果初步验证了候选基因在桑螟几丁质代谢通路中的作用。基于以上研究结果,并结合相关研究报道预测了候选桑螟几丁质代谢相关基因在表皮和中肠代谢通路中的调控关系。（2）桑螟几丁质合成酶基因Gp CHS在几丁质代谢及生长发育过程中功能研究CHS是昆虫几丁质生物合成过程中的关键酶,为了研究Gp CHS在桑螟几丁质代谢中的作用,本研究对转录组鉴定的Gp CHSA和Gp CHSB进行深入研究。时空表达谱分析发现Gp CHSA在头部和表皮中表达较高,而Gp CHSB在中肠中表达最高,推测它们分别在桑螟表皮和中肠几丁质合成通路中发挥作用。进一步利用RNAi研究Gp CHSA和Gp CHSB的功能,结果表明Gp CHSA被干扰48小时后引起通路中相关基因Gp CDA1、Gp CDA2和Gp CHT3a表达显著下调;同样Gp CHSB被干扰48小时后也引起其通路中相关基因Gp CDA5、Gp CHT-h和Gp CHT3b表达显著下调。在表型方面,分别注射si Gp CHSA和si Gp CHSB后,五龄幼虫虽能正常化蛹,但其成虫翅膀表现畸形或缺失,不能正常展翅飞行。为了验证干扰的结果,选择几丁质合成抑制剂除虫脲（DFB）喂食四龄幼虫进行分析。结果表明喂食DFB后显著抑制了Gp CHSA和Gp CHSB及其通路相关基因的表达并降低了几丁质的含量,最终导致幼虫因不能正常蜕皮而死亡,其中死亡率在48小时和72小时分别达到62%和90%。这些结果表明Gp CHSA和Gp CHSB在桑螟几丁质合成通路中发挥重要作用。（3）桑螟海藻糖酶基因Gp Tre在桑螟几丁质代谢及生长发育过程中功能研究Tre是一种催化海藻糖水解的酶,不仅参与昆虫的能量代谢而且也是昆虫几丁质合成过程中第一个酶。为了进一步研究几丁质代谢在桑螟生长发育过程中的作用,本研究对Gp Tre1和Gp Tre2在几丁质通路中的功能进行研究。时空表达谱分析表明Gp Tre1和Gp Tre2均在头部、中肠以及五龄幼虫中表达水平较高。为了探究Gp Tre在桑螟几丁质代谢中的作用,采用注射si RNA对Gp Tre1和Gp Tre2的表达分别进行干扰。结果发现与桑螟表皮和中肠几丁质代谢通路相关的10个基因在干扰后的24和48小时均显著下调,并对幼虫的生长发育产生严重的影响,其中Gp Tre1被干扰后实验组幼虫死亡率升高了19%、化蛹率降低了33%、羽化率降低了32%;而Gp Tre2被干扰后的幼虫死亡率升高了22%、化蛹率降低了27%、羽化率降低了26%。同时发现幼虫取食量减少、活力减弱、生长缓慢,幼虫因无法蜕皮而死亡、化蛹困难以及成虫翅膀畸形等表型。进一步采用海藻糖酶抑制剂井冈霉素A（Validamycin A）喂食幼虫验证干扰的结果,发现在喂食后48小时Gp Tre1表达显著上调,而Gp Tre2在24和48小时均显著上调,并且对12个几丁质代谢通路相关基因均有不同程度影响。另外,检测到喂食后幼虫体内海藻糖含量升高,葡萄糖和糖原以及几丁质含量显著降低,在第6天幼虫累计死亡率上升至41.3%,化蛹率降低了27.7%。因此,海藻糖酶不仅在昆虫能量代谢中具有重要作用,而且在几丁质代谢中也发挥着不可或缺的关键作用。综上所述,基于桑螟不同组织转录组测序共筛选鉴定了19个几丁质代谢相关基因并初步绘制了桑螟几丁质代谢通路。对该通路中Gp CHS和Gp Tre功能进行深入研究,两个关键基因在桑螟几丁质代谢过程中发挥着重要调控作用,并直接参与到桑螟脱皮、化蛹以及羽化生长发育过程。研究结果为防治桑螟选择关键靶标基因提供重要的理论依据。