小地老虎(Agrotis ypsilon Rottemberg)是一种重要的迁飞性地下害虫。随着对果蝇等模式昆虫的深入研究,一系列与翅发育相关的信号通路逐渐被揭示出来,这些信号通路基因调控了翅的发育。根据模式昆虫果蝇翅发育的已知机理,系统研究了小地老虎翅的发育。经过转录组测序分析、基因克隆、qRT-PCR、冷冻切片、免疫组化、显微手术、以及纳米材料载体介导的RNA干扰等技术,得到下述结果：1.完成了小地老虎幼虫转录组测序分析,得到411,739个Reads,累计核苷酸长度10,909,572,554bp数据量,GC含量百分比为50.32%,CycleQ20达到100%。与R, GO等数据库比对,结果共有25,698条Unigenes获得注释。以NR数据库为例,11509条(47.4%)与其他物种表现出高度同源性,14509条(59.7%) Unigenes与其他已知昆虫数据有超过60%的相似度。蛋白功能以细胞、细胞器等功能蛋白为主。鉴定出一系列与果蝇具有高度同源性的翅发育重要信号通路基因如decapentaplegic (dpp)、wingless (wg)、notch、hedgehog等。2.以小地老虎cDNA文库为基础,克隆得到dpp和wg同源基因,命名为Aydpp和Aywg。分别检测到了Aydpp和Aywg在小地老虎不同发育时期都有一定量的表达,在胚胎时期表达量最高,幼虫各龄期间表达量差异不大,暗示了Aydpp和Aywg基因对小地老虎胚胎和幼虫期发育具有重要作用。3.经过显微解剖、冷冻切片和免疫组化染色,揭示了小地老虎幼虫翅芽的起源和主要龄期的细胞结构组成。小地老虎的翅芽起源于胚胎末期第2、3胸节的翅原基细胞团。与果蝇翅芽的单层翅细胞构造不同,小地老虎的翅芽由双层翅细胞组成,再加上由鳞片状细胞组成的围肢膜的包裹,小地老虎的翅芽共有4层细胞组成。翅脉在第7龄明显形成。7龄翅芽的细胞结构与成虫翅有相当程度的类似。蛹期变态发育阶段,双层翅细胞层紧密粘合,与果蝇相比,没有翅细胞层的变态折叠过程。4.小地老虎的幼虫翅芽具有很强的再生能力。在小地老虎幼虫7龄中期以前,部分或整个摘除翅芽,都可以再生新的翅芽,得到面积较小的成虫翅。7龄中期及以后再生能力消退,对翅芽进行相同处理,只得到残缺或缺失的成虫翅。翅芽受损伤24小时后,Aydpp和Aywg的表达量约为正常翅芽表达量的3-4倍,推测其在翅芽再生过程中具有重要作用。5.分析了小地老虎幼虫的信号通路基因Aydpp和Aywg功能。采用纳米材料载体高效介导双链RNA的饲喂方法,对小地老虎Aydpp和Aywg分别进行RNA干扰,发现初孵幼虫饲喂双链RNA后生长发育停滞并死亡。高龄幼虫RNA干扰后发育历期延长,个体变小,羽化成虫个体小。对RNA干扰后的幼虫进行翅芽摘除或手术损伤,处理后幼虫不能正常羽化,蛹期翅芽残缺。暗示Aydpp和Aywg基因在小地老虎翅的生长及再生能力等具有关键作用。