【目的】气味结合蛋白（odorant binding proteins, OBPs）在昆虫寄主定位、产卵地选择等行为中发挥重要作用，克隆与鉴定小菜蛾Plutella xylostella OBP基因、明确其与配体化合物的结合特性有助于阐明小菜蛾嗅觉识别的分子机制。【方法】利用PCR技术克隆小菜蛾OBP2，对获得的编码序列全长进行信号肽及跨膜区域预测，用DNAMAN与其他昆虫的OBP2进行多序列比对，采用MEGA5.0邻接法(neighbor-joining method, NJ)构建进化树。通过实时定量PCR（qRT-PCR）分析PxylOBP2在小菜蛾不同发育阶段和不同组织中的表达模式。构建原核表达载体pET28a-PxylOBP2，进行原核表达及蛋白纯化。利用荧光竞争结合实验对PxylOBP2蛋白与39种配基化合物的结合特性进行分析。【结果】成功获得小菜蛾OBP2基因PxylOBP2（GenBank登录号: KT070562）的编码序列全长，其完整开放阅读框大小为546 bp，编码182个氨基酸，具有气味结合蛋白典型的6个保守半胱氨酸结合位点。荧光定量PCR结果表明，发育表达模式显示，PxylOBP2在未交配雄性成虫中的表达量均明显高于雌性成虫和已交配雄虫；组织表达模式显示，PxylOBP2在足中的表达量高于其他组织。经预测成熟蛋白大小为22.24 kDa，等电点5.69。SDS-PAGE结果显示融合蛋白成功表达。荧光竞争结合实验对3种性信息素和36种植物挥发物结合发现，PxylOBP2与性信息素Z-11-16:Ald可以结合，解离常数48.951 μmol/L；可以和11种寄主植物挥发物有效结合，其中，与芳樟醇、正壬醇结合能力最强，解离常数分别为4.733和6.861 μmol/L。【结论】本研究明确了PxylOBP2的核苷酸、氨基酸序列，并根据qRT-PCR和荧光竞争结合实验结果，推断PxylOBP2与小菜蛾雄虫寻求配偶有关，且寄主挥发物芳樟醇、正壬醇起协同促进作用。

【目的】克隆、表达纯化出家蚕Bombyx mori蚕蛹过敏原蛋白CPH30(cuticular protein hypothetical 30 precursor)，并对其进行免疫学鉴定及B细胞抗原表位预测。【方法】通过蛋白组学方法分析CPH30蛋白的潜在过敏原性，人工化学合成该蛋白基因，将基因连接到pET-28a载体上，重组质粒转化至大肠杆菌Escherichia coli BL21，IPTG诱导基因表达。通过镍亲和层析获取高纯度蛋白，用Western blot方法对蛋白进行免疫学鉴定。通过DNAStar软件分析其潜在的B细胞表位。【结果】成功构建出CPH30基因的表达载体；表达纯化出CPH30蛋白，SDS-PAGE电泳结果显示分子量为25 kD左右；Western blot结果显示，CPH30蛋白与家蚕过敏患者血清具有IgE结合性,证明CPH30具有免疫原性；利用DNAStar软件成功分析出氨基酸序列第57-69和150-158位为潜在的B细胞表位。【结论】成功克隆表达出CPH30蛋白，并成功鉴定出其免疫原性，为家蚕蚕蛹过敏反应性疾病的特异性诊断和疫苗治疗奠定理论基础。

【目的】水通道蛋白（aquaporin, AQP）是一种广泛存在于哺乳动物、植物和微生物中的跨膜转运蛋白，它在细胞水分运输、离子选择透过性和渗透压平衡等过程中发挥着重要的作用。本研究旨在分析茶尺蠖Ectropis obliqua Prout水通道蛋白AQP1的基因特性，在制备多克隆抗体的基础上了解其亚细胞定位分布。【方法】采用同源克隆方法并结合RACE技术克隆茶尺蠖AQP1的基因全长，通过生物信息学网站和软件分析茶尺蠖AQP1的生物学信息；通过实时荧光定量PCR技术（qRT-PCR）检测茶尺蠖AQP1在不同发育阶段和6龄幼虫不同组织中的相对表达量；通过原核表达、镍柱纯化并免疫新西兰兔制备了茶尺蠖AQP1的多克隆抗体；通过荧光显微镜观测了茶尺蠖AQP1在黑腹果蝇Drosophila melanogaster胚胎细胞S2中的定位分布，并利用多克隆抗体进行了Western blot验证。【结果】克隆并鉴定了茶尺蠖AQP1全长，将其命名为EoAQP1（GenBank登录号: KT819587），EoAQP1 cDNA全长1 826 bp，含有780 bp开放阅读框，编码259个氨基酸。系统进化树和氨基酸序列同源性比对表明，EoAQP1在鳞翅目昆虫中高度保守。跨膜结构和水分渗透模拟表明，EoAQP1具有经典的水分渗透模型。qRT-PCR结果表明，EoAQP1在不同发育时期和6龄幼虫不同组织中均有表达且差异显著。亚细胞定位结果表明，EoAQP1以圆形颗粒状成群聚集于细胞膜周边，而在细胞膜、核膜和细胞质等处均不表达。多克隆抗体Western blot检测结果表明，EoAQP1多克隆抗体特异性较好，可用于后续相关实验。【结论】获得了EoAQP1的cDNA序列，明确了EoAQP1的生物学特征，阐明了EoAQP1的时空表达特性，成功制备了EoAQP1多克隆抗体，初步了解了EoAQP1的亚细胞定位，为进一步研究EoAQP1的水分渗透机理奠定了分子基础。

【目的】生物测时蛋白TIME-EA4是昆虫特有的一种滞育生物钟蛋白。本文旨在克隆二化螟Chilo suppressalis TIME-EA4基因，研究其在二化螟不同发育时期和不同组织中的时空表达模式及在不同田间种群和不同温度诱导下的滞育和非滞育种群中的表达水平。 【方法】通过RACE技术克隆二化螟TIME-EA4基因全长cDNA序列，利用荧光定量PCR的方法检测TIME-EA4基因在二化螟不同发育时期、6龄幼虫不同组织中的表达模式,及在不同季节采集的田间种群和不同温度处理1 h后的滞育和非滞育种群6龄幼虫中的表达量变化。【结果】从二化螟中克隆获得TIME-EA4的cDNA序列（GenBank登录号: KU356855）,全长821 bp，开放阅读框516 bp，编码172个氨基酸；TIME-EA4 基因在二化螟不同发育时期和不同组织中均有表达，且在早期蛹、雌雄成虫以及6龄幼虫的头部、脂肪体和中肠中表达水平较高，同时在滞育幼虫组织中的表达高于非滞育幼虫。此外，TIME-EA4 基因在滞育种群中的表达量是非滞育种群的3倍左右，同时在非滞育种群中，该基因的表达明显受10℃及以下低温的诱导，且在10℃时表达量最高，而在滞育种群中该基因的表达受温度影响不明显。【结论】结果说明TIME-EA4基因与二化螟的抗低温胁迫以及低温滞育相关。本研究为TIME-EA4在农业害虫滞育的分子作用机制研究奠定了基础。

【目的】低分子量（12~43 kDa）热激蛋白(sHSPs)具有抗逆应答的功能，滞育是昆虫抵抗不良环境的特殊发育形式，但sHSPs在昆虫滞育发育过程中的作用仍不清楚。本研究克隆和特征化葱蝇Delia antiqua sHSP基因，并研究它在夏滞育和冬滞育发育过程中的表达模式，为阐明sHSPs在滞育发育上的功能奠定基础。【方法】通过RACE-PCR方法克隆了葱蝇HSP23基因，通过相似性比较分析了其特征、结构域及与双翅目代表性同源基因的系统发育关系；采用实时荧光定量PCR研究了该基因在葱蝇冬滞育蛹和夏滞育蛹发育过程中的表达情况，通过表达的差异比较揭示了该基因与滞育发育的关系。【结果】克隆出了葱蝇HSP23基因，命名为DaHSP23（GenBank登录号：HQ392521.1），其cDNA全长序列为904 bp，编码186个氨基酸，推测蛋白分子量为20.9 kDa，等电点为6.42。该基因的编码蛋白与其他双翅目昆虫的sHSPs有超过66%的氨基酸序列一致性，与已报道的其他双翅目昆虫的滞育相关HSP23基因同源。基因组测序显示该基因无内含子。DaHSP23基因在葱蝇非滞育蛹的发育过程中一直保持在较低的水平，各发育阶段间的表达量不存在显著差异。但在冬滞育和夏滞育蛹中，该基因从滞育起始期开始逐渐显著升高表达，到滞育维持期的中后期达到峰值，在滞育终止期逐渐降到较低的水平。【结论】DaHSP23基因在葱蝇冬滞育和夏滞育发育过程中明显上调表达，但存在差异，它在滞育期的调控可能是种专化的。DaHSP23可能在葱蝇两种类型的滞育上起重要作用。

【目的】研究热激蛋白基因Hsp90在柑橘全爪螨Panonychus citri生长发育及响应高温和低温胁迫方面的作用。【方法】采用RT-PCR和RACE技术克隆柑橘全爪螨Hsp90基因cDNA全长序列；利用生物信息学软件分析该基因的序列特性；运用荧光Real-time PCR技术，分析Hsp90基因 mRNA在该螨各发育阶段、高温及低温胁迫条件下的表达模式。【结果】克隆鉴定出柑橘全爪螨一条Hsp90基因的cDNA全长序列，命名为PcHsp90（GenBank登录号: GQ495086），全长为2 763 bp，包含2 193 bp的开放阅读框，编码730个氨基酸，编码蛋白质的理论分子量和等电点分别为83.85 kDa和4.99，氨基酸序列包括Hsp90家族的5个特征基序及细胞质型Hsp90的特征序列“MEEVD”。系统进化分析表明，PcHsp90与朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus的Hsp90首先聚为一支，然后再与肩突硬蜱Ixodes scapularis的Hsp90聚合，说明它们较近的亲缘关系。PcHsp90在柑橘全爪螨的各发育阶段均有所表达，其中在幼螨期表达量较低，且显著低于若螨和成螨期的表达水平（P=0.015）。0～10℃低温胁迫下，PcHsp90的mRNA相对表达量无显著变化（P=0.492）；但在35～41℃高温胁迫下，PcHsp90的mRNA相对表达量随胁迫温度的升高而上调，尤其是当温度升高到41℃时，mRNA相对表达量达到对照（25℃）的6.75倍，且差异达显著水平（P=0.007）。【结论】柑橘全爪螨PcHsp90不仅对该螨的生长发育具有重要作用，而且是其响应高温胁迫的重要机制之一。

【目的】为开发假眼小绿叶蝉Empoasca vitis分子标记，采用高通量测序技术对假眼小绿叶蝉DNA进行了测序与分析。【方法】本研究基于Illumina HiSeq测序技术，构建了PE文库（~400 bp），对获得的测序数据利用生物信息学分析手段完成全基因组扫描，并进一步使用MISA分析鉴定基因组序列中出现的微卫星序列（SSR）。针对微卫星序列共设计10对引物，并使用3步法进行引物多态性筛选。【结果】共计检测Scaffold数量为183 194条，其中包含SSR的Scaffold共计1 545条，共计筛选出1 569个SSR位点。在假眼小绿叶蝉的微卫星中，共包括87种重复基元类型，二核苷酸与三核苷酸重复序列为主要重复类型，分别占SSRs总数的70.26%和27.84%；二核苷酸重复基元CA/TG和三核苷酸重复基元AAT/ATT是优势重复基元，分别占SSRs总数的33.96%和5.86%。在设计的10对引物中，5对具有多态性，在8个假眼小绿叶蝉个体中共发现16个等位基因。【结论】结果说明假眼小绿叶蝉SSR位点在多态性方面具有极大的可开发性，具有多态性的SSR位点可对假眼小绿叶蝉种群间的分化，种群间的扩散机理和途径及影响因素等问题提供分子视角。

【目的】本研究拟选择适合用于分析松墨天牛Monochamus alternatus 化学感受组织中基因表达的内参基因。【方法】依据转录组测序结果进行内参基因鉴定，利用RT-qPCR技术分析内参基因在松墨天牛不同发育阶段和不同性别化学感受组织间的表达差异，并利用软件 geNorm, NormFinder和 BestKeeper比较其表达的稳定性。【结果】松墨天牛转录组中鉴定出9个候选内参基因(Actin, TUB, 18S rRNA, RPS27A, RPS3, RPL10, AK, GAPDH和EF1A)，其中后7个候选内参基因在松墨天牛中被首次鉴定，松墨天牛候选内参基因和其他昆虫相应基因的同源性很高。9个候选内参基因引物均具有良好的扩增效率，18S rRNA的表达水平最高，EF1A的表达水平最低；18S rRNA和Actin在不同样品间的表达水平差异最大，GAPDH和TUB表达水平在不同样品间差异最小。geNorm和NormFinder软件分析认为，GAPDH是最稳定的内参基因，TUB是较为稳定的内参基因，18S rRNA和Actin是最不稳定的内参基因；BestKeeper软件分析认为，GAPDH和TUB是合适的内参基因，18S rRNA和Actin是不适合的内参基因。最适合校正松墨天牛化学感受组织中基因表达数据的内参基因数量为2个，即GAPDH和TUB，并且这样的内参基因组合可以用于不同发育阶段和不同性别的不同化学感受组织。【结论】本研究结果为利用RT-qPCR技术准确分析松墨天牛和其他天牛基因包括化学感受组织基因相对表达量的内参基因选择提供了重要参考。

【目的】探究散白蚁两性生殖胚胎和兼性孤雌生殖胚胎各自的发育特点。【方法】以黑胸散白蚁Reticulitermes chinensis和尖唇散白蚁R. aculabialis各自的受精卵 (雌雄配对所产的卵)和未受精卵 (雌雌配对所产的卵)为研究对象，采用激光共聚焦显微镜观测两种散白蚁的受精卵和未受精卵的卵裂状态，数码显微系统拍照观察卵的外部形态变化。【结果】黑胸散白蚁蚁后所产的受精卵和未受精卵在巢中均能进行卵裂，但是未受精卵在24和48 h时的卵核数无显著性差异，而受精卵卵核数在24和48 h时有显著性差异；15 d时未受精卵的体积没有发生显著变化，而受精卵的体积显著性增大；15-20 d时未受精的蚁卵死亡，而受精卵正常发育。尖唇散白蚁受精卵和未受精卵在相同的时间段内卵核数没有显著性差异，48 h时的卵核数明显比24 h时多；第10天时受精卵长度和宽度发生显著性变化，同时体积也明显增大，而未受精卵在第15 天时长度和宽度才开始发生显著性变化，同时体积也开始显著增大。【结论】具有兼性孤雌生殖能力的尖唇散白蚁，受精卵和未受精卵卵裂速度相同，但受精卵外形体积变化比未受精卵早。黑胸散白蚁未受精卵能继续进行卵裂，但发育异常，不能孵化；两种白蚁卵发育过程中卵的长度和宽度同时发生变化。黑胸散白蚁孤雌卵的卵裂特性可能是白蚁两性生殖向兼性孤雌生殖进化的过渡适应阶段。

【目的】阐述绿盲蝽Apolygus lucorum中枢神经系统的组成，辨识各组成部分的神经节解剖结构及其形态，计算中枢神经系统各神经节结构体积大小、解析其空间分布关系以及连接模式。【方法】 采用免疫组织化学方法，使用突触蛋白抗体对绿盲蝽中枢神经系统神经髓进行染色标记，利用共聚焦激光扫描显微镜获取中枢神经系统各结构数码图像，使用三维图像分析软件对绿盲蝽中枢神经系统进行分析，并构建三维模型。【结果】绿盲蝽中枢神经系统从前往后分别由脑神经节、咽下神经节、前胸神经节和后部神经节组成。脑、咽下神经节和前胸神经节3个神经节融合在一块，形成脑-咽下神经节-前胸神经节复合体，并通过长的神经连索与后部神经节相连，从外观上看似由2个大的神经节构成，这种神经节愈合形式尚未在昆虫中发现过。前胸神经节与后部神经节分离，二者由长的神经连索连接起来。除前胸神经节由单独的神经原节构成外，其他3个神经节又由多个神经原节融合而成。脑包括前脑、中脑和后脑3部分。咽下神经节包括上颚神经节、下颚神经节和下唇神经节。后部神经节包括中胸、后胸和腹部神经节3部分。【结论】明确了绿盲蝽中枢神经系统的神经节构成，发现了绿盲蝽中枢神经系统各神经节的高度融合特性。该项研究结果为研究绿盲蝽中枢神经系统的发育、重塑和系统演化奠定了形态学基础，为研究中枢神经元形态、分布以及其对昆虫生理和行为的功能调控机制提供了结构框架。

【目的】肠道细菌桃色欧文氏菌Erwinia persicina是小菜蛾Plutella xylostella幼虫肠道的优势细菌，本研究旨在阐明桃色欧文氏菌的代谢表型特征。【方法】采用BIOLOG细胞表型芯片技术系统研究了桃色欧文氏菌的细胞表型；采用PM 1-10代谢板，对桃色欧文氏菌的950种代谢表型进行了测定。【结果】桃色欧文氏菌能代谢39.47%的碳源、89.74%的氮源、100%的硫源和100%的磷源；高效代谢的碳源为有机酸类和碳水化合物类，高效代谢的氮源为氨基酸类。该肠道细菌表现出261种不同的氮源代谢通路和95种生物合成通路。桃色欧文氏菌具有广泛的适应性，能在分别具有高达9%氯化钠、4%氯化钾、5%硫酸钠、20%乙二醇、6%甲酸钠、2%尿素、6%乳酸钠、200 mmol/L 磷酸钠（pH 7.0）、20 mmol/L苯甲酸钠（pH 5.2）、100 mmol/L硫酸铵（pH 8.0）、100 mmol/L硝酸钠和100 mmol/L亚硝酸钠的渗透溶液中正常代谢；其适应pH值范围为4.5~10，最适7.0。在多种氨基酸的作用下，桃色欧文氏菌均表现出脱羧酶和脱氨酶活性。【结论】桃色欧文氏菌的代谢特征增加了我们对该肠道细菌，特别是其与宿主昆虫的互作及其在肠道环境中的适应性的认识，同时表明通过降低桃色欧文氏菌密度来防治小菜蛾的可能性。

【目的】揭示温度对宿主体内Wolbachia滴度及其调控宿主生殖作用的影响。【方法】以感染Wolbachia且营孤雌产雌生殖的食胚赤眼蜂Trichogramma embryophagum为对象，在22, 25, 28和31℃ 4个梯度温度下连续培养5代，观察生殖方式、性比等生物学特性；采用实时荧光定量PCR以Wolbachia特异基因——外膜蛋白基因（wsp）、二磷酸果糖醛缩酶基因（fbpA）和酰胺转移酶基因（gatB）为靶标对内生菌进行定量分析。【结果】22和25℃条件下连续培养5代，食胚赤眼蜂生殖方式均未发生改变（无雄蜂出现），且5代赤眼蜂群体Wolbachia滴度没有明显差异；28℃下，食胚赤眼蜂在F₃代开始有雄蜂出现，至F₅代雄蜂比例明显增多，且体内Wolbachia滴度在F₂代开始下降，至F₅代显著下降；31℃下，F₂代即有雄蜂出现，至F₅代已经恢复成产雄孤雌生殖，体内Wolbachia滴度也在F2代开始下降，F₃代开始显著降低，到F₅代Wolbachia滴度极小甚至检测不到。【结论】高温可改变营孤雌产雌生殖赤眼蜂的生殖方式及体内Wolbachia滴度，且随着处理代数的增加以及温度的升高作用显著，即高温对营孤雌产雌生殖赤眼蜂生殖方式改变程度与其体内Wolbachia滴度呈负相关。

 农田生态系统中昆虫与寄主植物的食物营养关系错综复杂，利用田间直接观察法、肠道内含物形态学分析、同位素标记等方法都难于全面解析，常造成营养关系的缺失。近年来，DNA分子追踪技术迅速发展，利用一段较短的DNA序列能有效鉴别植食性昆虫取食寄主植物的种类，为这一领域研究提供了新方法。本文全面介绍了3种DNA分子追踪技术——诊断PCR技术、克隆测序技术和下一代测序技术(next generation sequencing, NGS)。其中诊断PCR技术包括单一PCR技术和多重PCR技术，适用于目标昆虫与已知寄主植物之间的营养关系分析；克隆测序技术能够在寄主植物种类未知的前提下，解析目标昆虫完整的寄主植物种类信息；下一代测序技术实现了短时间内对混合样品的测序，加之昆虫与植物DNA条形码序列数据库大量扩增，有效地提高寄主植物的鉴别能力。诊断PCR技术和克隆测序技术已在追踪地下害虫的取食行为、植食性昆虫取食范围及其在寄主植物间的转移与选择习性等方面被广泛应用，且进展明显。综合考虑各种技术的优缺点，本文提出将DNA分子追踪技术与同位素标记等其他方法相结合的研究策略，以便系统解析农田生态系统中昆虫与寄主植物之间的营养关系。