小菜蛾Plutella xylostella是世界范围内具有重要经济意义的害虫,危害十字花科蔬菜,对杀虫剂具有抗性,且抗性发展快,迫切需要建立新的种群治理策略。基于性别决定开发的遗传调控已在害虫防治中显示出重要的应用前景,通过影响关键的性别特异性不育或致死基因,将其释放到田间,达到控制害虫种群的目的。本文研究小菜蛾PxImp与PxPSI基因在性别决定中的作用,了解小菜蛾性别决定相关机制,以期建立针对种群性别比的遗传控制措施,为其可持续治理提供新思路、新方法。主要研究结果如下:1.小菜蛾PxImp基因克隆与功能分析PxImp基因克隆发现共含有3个非性别特异性剪接变体(PxImp~1、PxImp~2、PxImp~3)与1个雄性特异性剪接变体(PxImp~M),开放阅读框长度分别为1602 bp、1638 bp、1572 bp与1716 bp。除了PxImp~1在雌性成虫中的表达量高于雄性,三龄幼虫至成虫阶段PxImp~1、PxImp~2、PxImp~3在两性中表达量相当。雄性中PxImp~M在四龄幼虫至成虫中的表达量相当,且高于三龄幼虫。RNAi下调三龄幼虫PxImp,雄性的化蛹率与羽化率均显著下降,雌雄虫化蛹与羽化历期均延长1d以上,雄性中性别决定关键基因Pxdsx~M的表达量降低,精巢显著缩小。RNAi下调PxImp~M,只降低Pxdsx~M的表达量,RNAi下调Pxy Masc后PxImp~M的表达量降低。表明PxImp基因对小菜蛾幼虫、蛹、成虫阶段的生长发育具有一定影响,也影响雄性精巢的发育。2.小菜蛾PxPSI基因克隆与功能分析PxPSI基因克隆发现只有一种剪接变体,一龄至三龄幼虫阶段PxPSI在雌雄虫表达量相当且稳定表达,而四龄幼虫至成虫阶段表达量逐渐升高。RNAi下调三龄幼虫PxPSI,雄性中Pxdsx~M的表达量下调,精巢表面具明显凹痕,抱握器发生明显卷曲、破损的畸变,腹部最后一节过长。CRISPR/Cas9敲除PxPSI,未影响胚胎的生长发育情况,但雄蛹腹部出现异常黑色瘤状物,雄性抱握器明显畸形甚至退化、阳茎缺失、生殖节缩短。表明PxPSI基因在小菜蛾雄性性别分化中具有重要作用。上述结果初步研究了PxImp与PxPSI基因在小菜蛾性别决定中的功能,为进一步建立基于性别决定的遗传防治措施可持续控制小菜蛾奠定了基础。