小菜蛾Plutella xylostella L.,属于鳞翅目菜蛾科,是世界性十字花科蔬菜重大害虫。该虫抗药性强,世代重叠严重,繁殖扩散速度快,是十字花科作物上最难防控的害虫之一。目前的研究表明,小菜具有长距离飞行的特点,在我国,每年春季都有大量小菜蛾从南方越冬区快速扩散至其冬季无法生存的北方地区,对我国北方地区春夏秋季的蔬菜作物造成严重危害。随着气候变暖和我国北方作物种植方式的调整,小菜蛾在我国北方的危害变得更加严重。昆虫长距离的飞行扩散行为离不开一定的飞行能力,种群的飞行能力影响着种群的迁飞性。此外,研究指出,在一些昆虫种群进行长距离迁移时,种群中的部分个体会保留在原生存地区继续生存繁衍而不参与迁飞过程,这种个体间的迁移差异可能与个体间的飞行能力差异有关。目前,关于我国小菜蛾种群飞行能力的异质性及其调控的分子机制还不清楚。本研究通过飞行磨来测定不同种群小菜蛾的飞行能力,探究我国小菜蛾种群的异质性。并对小菜蛾种群不同飞行能力个体进行室内筛选,通过转录组和简化基因组技术比较强弱飞行能力种群间的差异表达基因和遗传多样性,研究小菜蛾飞行能力的调控机制。主要的研究结果如下:1.不同小菜蛾种群飞行能力测定。采集我国广东、四川及北京3个地区共7个小菜蛾种群,通过飞行磨对测试采集个体的飞行能力。发现7个种群之间飞行能力具有显著差异,且同一种群中不同个体的飞行能力同样存在差异。同时,从测定的数据结果中也可以看出,采集于四川及采集于油菜地的小菜蛾种群飞行能力较强。实验结果为研究我国小菜蛾的迁飞规律提供一定的参考。2.小菜蛾飞行能力的室内筛选。通过吊飞测试对小菜蛾强弱两个飞行能力种群进行历经四代的筛选测试实验。实验结果中,强飞行能力种群的飞行能力始终强于弱飞行能力种群。研究结果表明,小菜蛾种群的飞行能力具有遗传性,但是筛选过程可能造成种群衰退。3.室内筛选不同飞行能力种群的遗传多样性。对选出的强弱飞行能力种群进行简化基因组测序,研究不同飞行能力种群的遗传多样性及受选择位点相关基因特征。结果中指出,经飞行能力测试筛选出来的强飞行能力种群遗传多样性低于弱飞行能力种群,筛选过程中受选择位点相关基因的功能多与个体生长发育调节、神经信息传递相关。4.不同飞行能力个体的差异表达基因分析。通过对室内外两个小菜蛾种群进行吊飞测试,分别获得雌雄小菜蛾的强弱飞行能力个体,并进行转录组测序及对具有表达差异的基因进行功能和通路分析。研究结果表明,室外种群富集到的差异表达基因多于室内种群,雌性个体富集到差异表达基因多于雄性个体。而且,在富集到的差异基因的功能方面,不同种群及不同性别也有一定的差异。本研究探究了我国小菜蛾种群的飞行能力异质性,且指出小菜蛾的飞行能力具有一定的遗传性,并从基因及转录组层面揭示小菜蛾调控飞行能力的分子机制。为我国北方小菜蛾种群的发生条件及其防控提供一定的参考依据及指导基础。同时,为小菜蛾及其他昆虫飞行行为的下一步机制研究提供部分参考信息。