异色瓢虫Harmonia axyridis是一种重要的捕食性天敌昆虫,可用于防控多种农林害虫。通常实现天敌昆虫的商品化需要满足两个条件,一是能够实现工厂化生产,二是能够延长天敌昆虫的货架期。目前,异色瓢虫已可工厂化生产,然而其储存和运输技术仍然有待研究。研究表明,操纵昆虫进入滞育,可以实现昆虫的长期储存和远距离运输,且不影响其适合度。昆虫的滞育是由环境信号诱导经由内分泌信号调控的,尽管前人研究已明确了异色瓢虫生殖滞育的环境诱导条件,但其滞育的生理特性和内分泌调控机制目前尚不清楚,因而阻碍了人们对异色瓢虫滞育操纵技术的开发。本研究以异色瓢虫雌成虫为材料,系统研究异色瓢虫的生殖滞育生理特征,探究保幼激素对异色瓢虫生殖滞育的调控作用及具体调控机制,为通过滞育操纵来开发异色瓢虫储存和运输技术提供理论支撑。主要研究结果如下:1.异色瓢虫生殖和滞育前生理状态的比较异色瓢虫滞育前卵巢发育和营养积累等生理状态缺乏系统的研究报道。在20℃下持续监测生殖（14L:10D）和滞育诱导（10L:14D）条件下异色瓢虫雌成虫的卵巢发育状态、日取食量、营养物质积累等指标。结果表明,与生殖诱导条件下雌成虫相比,滞育诱导条件下雌成虫卵巢发育受到明显抑制,卵巢管不发育,卵黄不沉积。滞育诱导条件下雌成虫的日取食量在羽化14天后开始显著降低并持续维持在较低水平。滞育雌成虫显著积累碳水化合物和脂质,这些营养物质的积累均在羽化后14天达到稳定。这些结果表明,在20℃滞育诱导条件下,雌成虫羽化后诱导14天可进入生殖滞育。该研究结果为后续研究提供了显著稳定的滞育指示指标,明确了异色瓢虫雌成虫羽化后前14天为研究生殖滞育发生的内分泌调控机制的关键时期。2.保幼激素对异色瓢虫生殖滞育发生的调控作用尽管异色瓢虫生殖滞育的环境诱导条件和基本滞育生理已经明确,但其内分泌调控机制仍然不清楚。保幼激素在多种昆虫中被证明是调控生殖滞育发生的关键因子,本研究以保幼激素为切入点,探究了异色瓢虫生殖滞育发生的内分泌调控机制。结果表明,异色瓢虫滞育雌成虫体内保幼激素滴度显著低于生殖雌成虫;给滞育诱导条件下雌成虫施加外源保幼激素类似物甲氧普啉（methoprene）可明显促进卵巢管发育和卵黄原蛋白基因Vg1和Vg2的表达,降低碳水化合物和甘油三酯的积累,同时抑制脂质合成基因ADH和FAS以及抗逆基因HSP21和HSP68的表达,表明保幼激素类似物可促进生殖发育,抑制生殖滞育的发生。在生殖诱导条件下,沉默保幼激素受体基因Met可切断保幼激素信号,抑制卵巢管发育和卵黄原沉积,显著降低Vg1和Vg2的表达,促进碳水化合物和甘油三酯的积累,相应的促进脂质合成基因和抗逆基因的表达,表明沉默Met抑制了异色瓢虫的生殖发育,促进了生殖滞育的发生。而在滞育诱导条件下沉默Met后可消除methoprene对滞育发生的抑制作用。这些结果表明,低水平保幼激素是导致异色瓢虫生殖滞育发生的直接内分泌因素。3.异色瓢虫生殖滞育中低水平保幼激素的调控机制前期研究证实了低水平保幼激素是导致异色瓢虫生殖滞育发生的重要原因,但导致异色瓢虫滞育前低水平保幼激素的具体调控机制仍不清楚。昆虫的保幼激素滴度受到保幼激素合成和降解的共同调控。为了阐明保幼激素合成和降解对异色瓢虫生殖滞育中低水平保幼激素的调控作用,本研究采用RNA-seq筛选出了生殖和滞育诱导条件下差异表达的保幼激素合成和降解途径关键基因。差异基因的表达模式分析显示,与生殖诱导条件下雌成虫相比,滞育诱导条件下雌成虫的保幼激素合成关键基因显著低表达,降解关键基因显著高表达。通过RNAi介导的基因沉默发现,在生殖诱导条件下沉默保幼激素合成基因FOLD1、FPPS1、FPPS2、JHAMT1均可抑制保幼激素指示基因Kr-h1的表达,抑制雌成虫卵巢发育,促进碳水化合物和脂质的积累,上调HSPs等抗逆基因的表达,从而促进生殖滞育的发生。在滞育诱导条件下沉默保幼激素降解基因JHDK、JHEHH1、JHE2、JHEH3可上调Kr-h1的表达,降低营养物质积累和抗逆基因表达,但对卵巢发育无明显促进作用,表明其对生殖滞育发生的调控作用有限。以上结果表明,保幼激素合成减弱和保幼激素降解增强共同导致了异色瓢虫维持较低水平的保幼激素,从而促进生殖滞育的发生,其中保幼激素合成减弱对维持低水平保幼激素起决定性作用。4.异色瓢虫生殖滞育中保幼激素合成的上游调控因子昆虫滞育由环境信号诱导并经由内分泌系统调控,环境信号如何作用于内分泌系统最终调控滞育发生这一过程,是滞育研究领域长期关注的核心科学问题。虽然明确了保幼激素合成减弱导致的低水平保幼激素是促进异色瓢虫生殖滞育发生的重要原因,然而环境信号是通过哪些因子调控生殖滞育中保幼激素合成的,这一过程尚不清楚。为了探究这一问题,本研究结合文献分析鉴定到了可能参与异色瓢虫保幼激素合成调控的上游因子DNA甲基转移酶1关联蛋白1（DMAP1）。通过RNAi介导的基因沉默以及DNA甲基化抑制剂的使用探究了DMAP1对异色瓢虫生殖滞育中保幼激素合成的调控作用及其调控机制。结果表明,DMAP1在转录水平上可以响应光周期信号,滞育诱导条件抑制了DMAP1的表达;生殖诱导条件下沉默DMAP1可抑制保幼激素合成基因FOLD1、FPPS1、FPPS2、JHAMT1的表达,降低保幼激素滴度从而促进生殖滞育发生。外源施加保幼激素类似物可拯救因沉默DMAP1所导致的卵巢发育受阻、营养积累增加、脂类合成基因ADH和FAS以及抗逆基因HSP21和HSP68表达量升高等滞育表型,表明DMAP1通过影响保幼激素合成参与调控异色瓢虫生殖滞育发生。尽管沉默DMAP1可显著降低生殖诱导条件下雌成虫的DNA甲基化水平和DNA甲基化的关键酶基因DNMT1的转录水平,但沉默DNMT1或者注射抑制DNMT1活性的DNA甲基化抑制剂均对其卵巢发育无明显抑制作用,表明DMAP1以不依赖于DNMT1的方式参与调控异色瓢虫的生殖滞育。以上结果表明,滞育诱导条件抑制了异色瓢虫雌成虫体内DMAP1的表达,通过不依赖于DNMT1的方式抑制了保幼激素的合成进而促进生殖滞育的发生。综合来看,本研究证实了低水平保幼激素是导致异色瓢虫生殖滞育发生的直接内分泌因素,明确了保幼激素合成减弱是异色瓢虫维持低水平保幼激素从而进入生殖滞育的决定性因素,发现了 DMAP1是异色瓢虫生殖滞育中保幼激素合成的上游调控因子。研究结果不仅有助于人们进一步理解天敌昆虫异色瓢虫的生殖滞育调控机制,而且可为基于生殖滞育调控的异色瓢虫工厂化生产提供理论指导。