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桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)是一种重要的果蔬害虫,寄主范围广泛,能够造成巨大的经济损失。桔小实蝇雌虫羽化后,必须取食才能达到生殖成熟,从而交配产卵,因此,研究桔小实蝇雌虫生殖及参与生殖的相关基因功能,对桔小实蝇的防治具有重要意义。本研究首先研究了20E和Insulin信号通路在桔小实蝇雌虫生殖中的重要作用,然后选取在雌虫初羽化与性成熟时期差异表达的Rab家族基因Bd Rab40,研究20E和Insulin对该基因的调控作用及其在桔小实蝇生殖中的功能。1、20E和Insulin对桔小实蝇雌虫生殖的调控为研究20E和Insulin信号通路在桔小实蝇雌虫生殖中的作用,我们检测了20E信号通路的重要转录因子Ec R、USP、E75、HR3和Insulin信号通路重要转录因子In R、IRS、Akt和Foxo在桔小实蝇雌虫不同发育阶段以及不同组织中的表达模式,结果表明:Ec R、USP、E75、In R、IRS、Akt和Foxo均在桔小实蝇雌成虫的性成熟时期高表达,且主要是在卵巢组织中。为进一步明确两条信号通路在桔小实蝇雌虫生殖中的功能,分别选取20E和Insulin信号通路中在卵巢高表达的重要转录因子Ec R、USP、In R和Foxo,合成ds RNA并进行显微注射RNAi。结果表明,干扰四个基因后均对桔小实蝇的产卵造成影响,Ec R、USP和In R干扰组的总产卵量及日均产卵量低于对照组,Foxo干扰组则高于对照组;并且四个干扰组中,Ec R和In R干扰组均显著降低了桔小实蝇Yolk Protein(YP)的表达。以上结果说明,20E和Insulin信号通路通过影响桔小实蝇雌虫卵黄沉积和产卵调控其生殖。2、桔小实蝇Bd Rab40的表达模式及功能研究根据实验室已有的桔小实蝇转录组文库,我们获得了在桔小实蝇成虫阶段高表达的Bd Rab40基因全长,编码区与其它昆虫Rab40的序列同源性均较高。时空表达模式研究结果表明:该基因主要是在桔小实蝇性成熟雌虫中高表达,并且卵巢中的相对表达量显著高于其它组织;此外,注射20E和Insulin后,Bd Rab40的相对表达量都明显上调,而通过RNAi沉默两条信号通路Ec R、USP、In R和Foxo基因表达后,均使Bd Rab40的相对表达量降低。以上结果说明,Bd Rab40可能在桔小实蝇雌虫的生殖中发挥重要功能,并且受到20E和Insulin信号通路的调控。为进一步确定Bd Rab40在桔小实蝇雌虫生殖中的功能,显微注射干扰桔小实蝇雌虫Bd Rab40,观察沉默该基因对桔小实蝇生殖的影响。结果表明:干扰Bd Rab40后,与正常雄虫的交配率没有变化,但是桔小实蝇10-11d雌成虫的卵巢组织相比于对照组不发育或发育不完全,并且雌成虫15d的总产卵量及日均产卵量都显著低于对照组,而卵孵化率没有明显变化。RT-PCR检测结果表明,干扰组YP的表达量显著降低。以上结果表明,20E和Insulin信号通路均参与了桔小实蝇雌虫的生殖成熟;Bd Rab40受到了20E和Insulin信号通路的调控,能够影响桔小实蝇卵黄沉积、卵巢发育以及产卵量,在桔小实蝇雌成虫的生殖中发挥重要作用。