化学感受基因在昆虫搜寻食物和配偶、寻找产卵地及生殖场所、躲避毒素刺激以及摆脱天敌追踪等方面发挥着重要的作用。昆虫对外界气味分子的检测、鉴定和识别过程主要涉及到几种基因,如气味结合蛋白基因、化学感受蛋白基因、嗅觉受体基因、味觉受体基因等,在害虫防治中,这些基因可以作为新的靶标,干扰任意一个环节都可能破坏昆虫对外界气味分子的感应,进而影响其正常生理活动。黄脊竹蝗Ceracris kiangsu Tsai是我国主要的竹林害虫,严重危害我国南部的竹林种植区,阻碍林业的发展。因此,对黄脊竹蝗化学感受基因的挖掘和分子机理的深入研究将为探索该害虫的专一性防治奠定重要基础。而目前对黄脊竹蝗的防治主要采用化学防治,长期大量的使用农药极易引起竹蝗的抗药性,因此寻找新的防治技术,尤其是生物防治技术,以持续、有效地控制竹蝗的危害成为当前研究的热点。本论文我们首次对黄脊竹蝗的头部转录组进行了高通量测序,挖掘和分析黄脊竹蝗的化学感受基因,为将来研究该类基因的功能奠定基础,并为黄脊竹蝗的生物防治提供理论支持。本文主要得到了如下的结果和结论:1.黄脊竹蝗头部转录组测序及数据库构建利用高通量测序,我们一共获得138,381,768条raw reads,数据处理后共得到133,790,136 条 clean reads,cycle Q20 比率达到 96.68%。拼接组装共产生 260,822 条unigenes,其平均长度为814 bp。在所有得到的unigenes中,有90,923(34.86%)条被注释到Nr库和Swiss-Prot库中。我们对其中的82,462条注释序列进行了 GO功能分类,其中生物过程占了主要部分(39,572条,47.98%),分子功能占22.82%(24,067条),而细胞组分占28.80%(18,823条)。我们共发现13,354个unigenes被匹配到281条相应的KEGG代谢通路中。除此之外,我们的转录组分析识别了 46,609条短小序列作为潜在的SSR标记;而对于SNP标记分析,共发现163,427个多态性位点。2.黄脊竹蝗化学感受基因的挖掘和分析通过转录组注释库以及Blast工具比对筛选,我们获得了 8个嗅觉结合蛋白基因(OBPs);3个化学感受蛋白基因(CSPs);3个嗅觉受体基因(ORs),其中包括2个典型的ORs和1个嗅觉共受体基因(Orco);以及1个假定的味觉受体基因(GR)。OBPs的系统进化分析显示所有OBPs均属于不同的同源分支,且表达谱分析表明8个基因在5个不同组织(头、触角、口器、身体和足)中的表达量明显不同,这说明OBPs具有功能多样性。而且,我们组织表达谱分析还发现,所有OBPs都在触角中高表达,且CkiaOBP2在所有组织中的相对表达量都很高,表明这个基因不仅在竹蝗嗅觉系统中起到了关键的作用,且可能参与其他生理活动。3.嗅觉共受体基因的全长扩增和分析我们通过RACE技术首次对Ckia Orco进行全长扩增,获得了长度为1458 bp的完整的开放阅读框,编码485个氨基酸,并明确了其蛋白序列的理化性质。系统进化分析显示,各个目的物种明显聚为独立的分支,根据分化的先后关系,依次为半翅目Hemiptera、直翅目 Orthoptera、膜翅目 Hymenoptera、鳞翅目 Lepidoptera、鞘翅目Coleoptera和双翅目Diptera。而且,在直翅目分支中,相对于东亚飞蝗Locusta migratoria,黄脊竹蝗Orco基因与沙漠蝗Schistocerca gregaria关系更近。同时适应性进化分析结果表明:3个位于成熟的蛋白区域的位点(230E,243D和307E)受到正选择压力,但总体上来说,昆虫的Orco基因在进化上受到了负选择压力。除此之外,我们对该基因的组织表达谱进行分析,数据显示该基因在5个组织中均有表达,且在雌雄成体不同组织中的表达量差异不大。