中华虎凤蝶Luehdorfia chinensis是世界珍稀濒危蝴蝶,我国特有种,是国家二级保护野生动物,主要分布在秦岭山脉和长江中下游地区。由于近些年来其野生种群数量急剧下降,保护中华虎凤蝶野生种群的工作迫在眉睫。中华虎凤蝶是专性植食性昆虫,其寄主植物为细辛Asarum sieboldii和杜衡Asarumforbesii。化学感受对昆虫的生命活动至关重要,例如识别关键的挥发性信息、探测食物和产卵地点、寻求配偶等。化学感受在重要的生物过程中发挥着如此关键的作用,为我们研究自然选择在分子适应中的作用提供了一个很有趣的系统。昆虫与植物之间相互作用的重要媒介就是各种化学感受蛋白,如嗅觉受体(Or,olfactory receptor)、味觉受体(Gr,gustatory receptor)、气味结合蛋白(OBP,odorant binding protein)、化学感应蛋白(CSP,chemosensory protein)以及离子型受体(IR,ionotropic receptor)等。为了研究中华虎凤蝶化学感受的分子机制,我们使用第二代测序技术对其进行高通量测序。本研究得到如下结果和结论:1)通过对中华虎凤蝶主要的化学感应器官以及整体样本的高通量测序,我们最终获得了每个样本平均45×106reads的数据量,所有的序列被组装成175,641条contigs,通过最后的拼接获得110,007条UniGenes。其中,共有26,137条UniGenes可以在UniProt和Nr数据库中比对出来并被注释,注释率达到23.76%,说明还是有相当一部分转录本未被注释。基于基因组同源性的分析结果,一共有43,825条序列在GO分类中被分为61个功能类别组,参与“细胞过程”、“代谢过程”和“单一生物过程”的主要类别。有13,524个UniGenes被注释到25种COG分类中,其中,信号转导机制(Signal transduction mechanisms)占了最大的比例(共有7178条序列,约为9.2%)。我们共发现5,718个UniGenes有相应的KEGG代谢通路,经过统计,共有296条代谢通路。另外,我们一共识别了17,635个短小序列作为潜在的SSR,以及7,908个高质量的SNP位点。2)我们在上述中华虎风蝶转录组数据中找出了 25个Ors、18个Grs、8个OBPs、10个CSPs以及11个IRs。在这些基因中,我们发现CSP12、Gr11和OBP5具有特异性表达,其中CSP12的表达具有性别差异性,主要在雌性足部富集,我们推测该基因可能与雌性成虫寻找产卵地点有关;后2个基因具有组织特异性表达,主要集中在触角和下颚须,这也验证了昆虫探测气味和信息素的主要器官在头部。3)通过对化学感受基因的进化分析得出,中华虎凤蝶嗅觉受体基因Or家族中,LchiOr13、LchiOr14、LchiOr24、LchiO35以及LchiOr41基因可能是较早分化出来的。此外,中华虎凤蝶与红带袖蝶的嗅觉受体基因的进化关系更为接近。同样的,在OBPs家族进化关系中,中华虎凤蝶与红带袖蝶也更为接近,与家蚕较远。在味觉受体基因Grs中,LchiGr63比其他味觉受体基因更早的分化出来。IR系统发育进化树显示LchiIR可能比较原始。总之,我们的研究首次构建了中华虎凤蝶转录组序列库,在无参考基因组的情况下成功地对中华虎凤蝶转录组序列进行了de novo组装,获得了其化学感受基因的相关信息,为进一步研究虎凤蝶关键感官的行为机制提供了线索。