烟粉虱Bemisia tabaci是一种半翅目植食性刺吸式害虫,其具有广泛的寄主植物,能够取食超过500种不同的植物物种,包括水果、花卉、蔬菜和观赏作物。行为学和分子系统学研究的结果表明,烟粉虱并不是一个的物种,而是一个包含至少36个隐种的物种复合体。在我国,危害最严重的两个隐存种是为“地中海”隐种(MED)和“中东—小亚细亚1”隐种(MEAM1),也被称之为Q型烟粉虱和B型烟粉虱。肝细胞核因子(HNF4)作为核受体家族中的一员,具有高度保守的结构特征,可调节肝细胞特异性基因的表达以及碳水化合物和脂质代谢过程。本文基于烟粉虱的基因组和转录组数据,成功克隆出一个烟粉虱核受体基因,根据其序列特征,将其命名为Btab HNF4,并通过实时定量PCR的方式检测其时空表达和在不同湿度条件下的表达水平。采用RNAi技术研究其在昆虫环境适应性以及雌性成虫生殖过程中的生物学功能,并进一步研究了核受体基因沉默后对成虫保幼激素含量、产卵量、孵化率、卵巢发育以及保幼激素信号转导途径相关基因的影响。主要研究结果如下:1.烟粉虱核受体基因的克隆与序列分析。分析结果显示,烟粉虱核受体基因的完整开放阅读框(Open reaCCRG 81045浓度ding frame,ORF)为1302 bp,编码434个氨基酸,预测分子量和理论等电点分别为48.56 k Da和4.79,预测氨基酸为亲水性氨基酸,无信号肽和跨膜结构域,包括一个糖基化位点和多个磷酸化位点。空间结构预测结果显示,烟粉虱核受体基因预测氨基酸二级和三级结构主要由α-螺旋和无规卷曲组成。氨基酸序列分析表明,该蛋白含有一个锌指DNA结合结构域(DBD)和一个保守的配体结合结构域(LBD)。多序列比对结果显示,烟粉虱核受体基因Btab HNF4与其他昆虫的HNF4之间具有较高的一致性。系统进化树分析结果表明,整个进化树被划分为5大分支,其中烟粉虱Bemisia tabaci、棕榈蓟马Thrips palmi、黑腹果蝇Drosophila melanogaster、七星瓢虫Coccinella septempunctata聚集在同一个分支上,表明其具有较近的亲缘关系,且可能具有相似的生物学功能。2.通过使用实时定量PCR技术检测了烟粉虱核受体基因在烟粉虱不同发育阶段、不同组织以及不同湿度条件下的基因表达模式。结果显示,Btab HNF4在烟粉虱不同发育阶段中均有表达,但存在着明显的差异,呈现波动性的变化规律。其中,Btab HNF4在雌性成虫中表达量最高,其次为卵期,在aortic arch pathologies1-2龄期和3龄若虫中表达量最低。在不同的组织中,Btab HNF4基因在烟粉虱的腹部组织中表达量最高,其次是胸部组织,头部组织中的表达量为最低。此外,在不同湿度条件下,靶标基因的表达水平随着湿度的不断降低,呈现逐渐升高的趋势,这表明核受体基因可能参与了烟粉虱的环境适应性。3.采用RNAi技术核实了核受体基因在烟粉虱中的生物学功能。结果表明,烟粉虱核受体基因的表达水平较对照组明显降低,沉默效率为60%以上,表明靶标基因被成功沉默。RNA干扰成虫的结果表明,沉默烟粉虱核受体基因后,烟粉虱成虫在干燥胁迫条件下的死亡率显著增加。然而,在正常湿度下,处理组和对照组之间却没有显着差异,表明核受体基因在成虫对干燥环境适应中发挥着重要作用。此外,RNA干NVP-TNKS656浓度扰雌虫的结果表明,沉默烟粉虱雌虫体内的核受体基因后会显著影响雌虫的产卵量、孵化率以及卵巢的发育过程,说明核受体基因参与了烟粉虱雌性的生殖过程。4.烟粉虱核受体基因的沉默对雌性成虫体内保幼激素含量以及保幼激素信号转导通路相关基因的影响。结果显示,Btab HNF4沉默会降低烟粉虱体内保幼激素的含量水平,推测Btab HNF4沉默影响了保幼激素的生物合成途径,进而影响了保幼激素的含量。此外,沉默靶标基因后,通过采用实时定量的方法测定烟粉虱体内卵黄蛋白Vg和卵黄蛋白受体Vg R基因的表达水平。结果显示,Btab HNF4沉默会显著影响烟粉虱体内卵黄蛋白基因的转录水平,上述结果表明,Btab HNF4在烟粉虱雌性的生殖调控中发挥着重要作用。因此,我们推测核受体基因通过调控昆虫中保幼激素的含量水平以及保幼激素信号转导通路关键基因的转录水平影响雌性烟粉虱的生殖过程。综上所述,本研究基于烟粉虱基因组和转录组数据库信息对核受体进行了鉴定和分析,明确了该基因在烟粉虱不同发育阶段、不同组织以及在不同湿度条件下的表达水平。并通过RNAi技术进一步探究了该基因在烟粉虱成虫干燥耐受性和雌虫生殖力中的功能。这些结果可以进一步丰富核受体基因的功能研究,为探究昆虫的生殖调控机制奠定理论基础。