橘小实蝇(Bactrocera dorsalis(Hendel))是一种果蔬毁灭性害虫。随着分子生物学技术的发展,通过在遗传水平上改造种群的害虫不育防治技术来降低害虫种群数量,逐渐成为橘小实蝇防控的一种可行的有效手段。研究昆虫性别决定机制是进行害虫不育技术的基础,XY型性别决定机制中,主要是由位于Y染色体的雄性决定因子(M因子)控制雄性分化。但目前橘小实蝇性别决定机制尚不明确,并且对Y染色体及其功能基因的相关研究十分稀少。染色体商方法是一种新颖的寻找Y染色体特异基因的方法,已在多种双翅目昆虫中成功运用。运用RNAi与CRISPR/Cas9基因编辑技术对橘小实蝇基因进行功能研究的体系已十分成熟。本研究采用染色体商方法,筛选鉴定获得橘小实蝇Y染色体特异基因C73309。并利用RNAi和CRISPR/Cas9技术,探索发现该基因在橘小实蝇雄性生殖系统发育中尤其是精巢发育以及精子发生过程中起着重要的作用,我们将其命名为spermatogenesis-on-Y chromosome(Bdsy)。该基因不仅可以作为分子标记,用于橘小实蝇早期胚胎的性别筛选;也可以利用RNAi或CRISPR/Cas9技术,靶标该基因来培育雄性不育品系,发展靶向性别的害虫绿色防治,为橘小实蝇绿色防控提供新思路及科学依据。本文主要结果如下:1.对橘小实蝇性别分化关键时期0h-1h、2h-4h、5h-8h早期胚胎转录组,雄成虫转录组,雌雄成虫基因组,进行建库测序及生物信息学分析。分别以组装后的2h-4h和5h-8h胚胎转录本为参考,比对雌雄成虫基因组(Chromosome Quotient,CQ<0.3且male reads>10),分别筛选出1011个和2583个雄性中表达量显著高于雌性的候选基因序列。对候选基因序列进行注释,并根据Y染色体特异基因所具备的性质进行筛选,在2h-4h胚胎转录本得到108个候选基因片段,其中12个基因片段注释成功;在5h-8h胚胎转录本得到69个候选基因片段,仅有3个基因片段注释成功。通过基因片段扩增及琼脂糖凝胶电泳检测验证,在2h-4h胚胎转录本鉴定出7个Y染色体特异基因片段(34040、52579、67915、73309、74210、107270、152374),2个Y染色体偏向性基因片段(116796、151939)。在5h-8h胚胎转录本鉴定出1个Y染色体特异基因片段32995和1个Y染色体偏向性基因片段9898。对Y染色体特异基因片段进行序列比对,发现73309与74210基因片段属于基因C73309。2.进一步克隆了其中与精子发生相关的重要Y染色体特异基因Bdsy,并研究其时空表达模式和雄性生殖发育中的功能。Bdsy包含2个外显子,1个内含子,编码214个氨基酸。该基因与昆士兰实蝇中MK504335.1片段的亲缘关系最近,蛋白同源性为84.86%。表达模式分析结果显示在15d精巢中表达量最高,其表达量随着精巢的发育表达量递增。对Bdsy进行功能研究,结果表明,干扰初羽化雄虫Bdsy基因后,精巢发育不良(精巢变小、白化),精子数量显著下降;干扰0h-1h胚胎Bdsy后,表型与干扰初羽化雄虫该基因后相似;通过CRISPR/Cas9技术敲除Bdsy基因后,G0代部分雄性不育,精巢发育异常。这些结果表明Bdsy基因在橘小实蝇精巢发育及精子发生过程中起着关键作用。