物种组团(Guild)是生态学研究的一个热门课题,稻飞虱组团(包括褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱)作为水稻毁灭性重大害虫,也是典型的再猖獗型害虫,其再猖獗机制值得我们深入研究。而大量研究者常以单独一种飞虱为研究对象,很少有人研究飞虱组团,因此我们实验室将褐飞虱和白背飞虱组团进行研究,并且发现井冈霉素刺激褐飞虱生殖而抑制白背飞虱生殖的现象。为阐明这一现象,本文对褐飞虱和白背飞虱分别进行表达谱和转录组分析,通过pathway对比分析找出一对关键基因并通过RNAi雌虫及生理生化测定来验证该基因的功能,以此阐明农药诱导的飞虱组团物种生殖相反效应的分子机理。1井冈霉素处理的褐飞虱表达谱和白背飞虱转录组分析及ATGL基因对褐飞虱生殖的影响褐飞虱是亚洲地区水稻上具有强繁殖力的害虫,也是农药诱导再猖獗的典型害虫。多数研究结果表明褐飞虱的大暴发与农药的使用有关。井冈霉素是一种用于防治水稻纹枯病的生物型农药,然而我们实验室发现一种有趣的现象,井冈霉素刺激褐飞虱生殖而抑制白背飞虱生殖。由于其刺激和抑制的分子机制尚不清楚,因此本文首先通过对井冈霉素处理的褐飞虱和白背飞虱分别进行表达谱和转录组分析,并且通过pathway进行对比分析,筛选出与脂肪分解有关的基因,其中褐飞虱是甘油三酯脂肪酶(Adipose triglyceride lipase, ATGL),白背飞虱是羧酸酯酶前体物(Carboxylesterase precursor, CES),两个是相同位点的不同基因,并且对褐飞虱进行RNAi,发现ATGL基因干扰后褐飞虱脂肪体和卵巢中蛋白质的含量与对照相比(JGM)分别下降40.1%,33.80%；甘油含量及产卵量分别下降35.0%和30.61%,因此我们认为ATGL是井冈霉素刺激褐飞虱生殖的重要相关基因。2羧酸酯酶前体的克隆及其对白背飞虱生殖的影响白背飞虱也是水稻上主要害虫之一,之前的研究发现井冈霉素对白背飞虱生殖有抑制作用,我们对其进行了转录组分析,并从中找出了与脂肪分解有关的羧酸酯酶前体(Carboxylesterase precursor, CES)。由于CES基因序列的缺乏,本章首先对白背飞虱的CES基因进行克隆,得到CES的全长基因序列,并将克隆的CES氨基酸序列通过NCBI上的BlastP进行比对分析,发现其与褐飞虱的羧酸酯酶前体高度同源,证实该基因为我们所需要的基因。其次我们通过RNAi验证其功能,结果发现CES基因对白背飞虱的生殖,卵巢中蛋白质和可溶性糖的含量以及体重都有显著影响,敲除CES基因的白背飞虱产卵量与对照(Control)以及GFP阴性对照相比分别下降了58.23%(从233.78到97.67)和58.10%(从233.06到97.67)；产卵历期、雌虫寿命与对照(Control)相比分别下降了37.61%、31.83%；卵巢中可溶性糖和蛋白含量分别下降了43.86%、20.41%。因此我们认为该基因是井冈霉素抑制白背飞虱生殖的重要基因。