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美国白蛾(Hyphantria cunea Drury)是一种世界性检疫害虫,危害多种植物,给社会经济发展、生态环境造成严重损失。昆虫神经肽能够激活G蛋白偶联受体(G Protein coupled receptors,GPCRs),从而调控多种生理功能,破坏昆虫神经肽信号转导可以达到控制害虫的目的。本研究以美国白蛾为研究对象,克隆获得神经肽(Neuropeptides F,NPF)和短神经肽(Short neuropeptide F,sNPF)及其受体基因cDNA全长,并利用RNAi技术(dsRNA和siRNA)进行基因功能研究,对NPF/NPFR基因功能和对美国白蛾取食及生殖、饥饿胁迫进行了功能分析,具体结论如下:1、成功鉴定出 HcNPF、HcsNPF、HcNPFR、HcsNPFR-A10 与 HcsNPFR-A11 基因,获得其全长基因序列,基因阅读框(ORF)长246～1401bp,编码81～466个氨基酸,蛋白的分子质量为9.25kDa～52.94kDa,pI为6.73～9.25,HcsNPFR-A10为酸性蛋白,其余为碱性蛋白。HcNPF和HscNPF均含信号肽。成熟肽的C-末端发现了典型的酰胺化位点(G),HcNPF蛋白C末端为RPRFamide,HcsNPF蛋白C末端为RLRFamide。HcNPFR、HcsNPFR-A10 与HcsNPFR-A11均不含信号肽序列,属于GPCRs A 家族。2、采用RT-qPCR法分析NPF和NPFR基因发育与组织表达特异性,结果显示:HcNPF和HcNPFR基因在美国白蛾的各个发育阶段均有表达,在幼虫期随龄期增长表达量交替变化,成虫期表达量较高,HcsNPF和HcsNPFR基因各个发育阶段表达量呈现一定的同步性,并且在中肠和精巢卵巢中有较高的表达量。这种特异的表达模式,表明NPF和NPFR可能与调控美国白蛾取食和生殖功能有关。3、RNAi技术将HcNPF和HcNPFR基因特异dsRNA微注射入美国白蛾4龄幼虫体内获得基因沉默美国白蛾。通过RT-qPCR法检测注射HcNPF、HcNPFR基因的dsRNA后,在24h、48h、72h和96h时间点相应靶标基因的转录水平。结果显示:利用dsRNA可以有效的沉默HcNPF和HcNPFR,96h沉默效果最佳,沉默效率分别为32.71%、88.64%。与对照组 dsRed 相比,沉默 96h,注射HcNPF 和 HcNPFR基因dsRNA的幼虫取食量分别降低31.75%和17.55%,体重累计增长率分别降低31.89%和13.54%,这表明在HcNPF和HcNPFR基因被沉默的情况会对幼虫的取食量和体重累计增长率产生明显的影响。将靶基因沉默后的幼虫给予饥饿胁迫。饥饿96h,对照组的存活率显著低于HcNPF和HcNPFR基因干扰组存活率。表明HcNPF和HcNPFR基因对美国白蛾的饥饿抗性有一定的正调控作用。HcNPF和HcNPFR基因沉默的成虫羽化交配后,处理组的雌成虫产卵量明显低于对照组,产卵量分别降低70.86%、59.87%,美国白蛾蛹羽化的后成虫交配产卵数降低,表明HcNPF和HcNPFR基因可能参与调控美国白蛾生殖功能。4、利用微量注射法对美国白蛾幼虫HcsNPF和HcsNPFR基因进行了 siRNA介导的RNAi沉默。结果表明:通过显微注射可以有效的沉默HcsNPFR基因。在4龄幼虫体内沉默HcsNPFR基因72h后,靶点HcsNPFRA10-1和HcsNPFRA10-2沉默效果最佳,分别为71.44%和81.15%。与对照组相比,美国白蛾幼虫的取食量分别降低81.26%、83.31%以及体重增长率分别减少39.08%、32.92%。在48h时间点,靶点HcsNPFRA10-3的沉默效果最好,沉默效率为53.61%,此时美国白蛾幼虫的取食量降低71.24%,体重增长率减少11.94%。HcsNPFRA11基因3个靶点均在72h有最佳的沉默效果,分别为83.10%、90.81%和80.97%;美国白蛾的取食量平均降低72.51%,体重增长率平均减少40.50%。在5龄幼虫体内沉默HcsNPFR基因后,在所有HcsNPFR-A 10基因siRNA靶点中,靶点HcsNPFRA10-2在48h沉默效果最高,为83.60%;与对照组相比,美国白蛾的取食量降低36.30%,体重增长率减少46.92%。在所有HcsNPFR-A11基因siRNA靶点中,靶点HcsNPFRA11-2在72h沉默效果最好,为87.00%,美国白蛾的取食量降低58.90%,体重增长率减少49.40%。沉默HcsNPFR基因后,会明显导致幼虫取食量下降,体重累计增长率显著降低,干扰HcsNPFR基因会抑制美国白蛾的取食和体重增长,从而影响美国白蛾正常的生长发育。