【目的】发现昆虫精巢干细胞自我更新相关基因3′UTR上的保守miRNA靶位点，为深入研究昆虫精子发生进程中的miRNA-基因调控关系提供参考。【方法】使用Blast搜索27种全变态昆虫精巢干细胞自我更新相关基因，并预测这些基因的3′UTR。使用TargetScan预测这些基因3′UTR上的miRNA靶位点。对家蚕Bombyx mori和小菜蛾Plutella xylostella的Chinmo和Imp基因包含let-7-5p靶标点的3′UTR序列进行了克隆，使用双荧光素酶报告系统对其靶标关系进行验证。【结果】在27种全变态昆虫中发现了17个精巢干细胞自我更新相关基因。利用TargetScan在这些基因的3′UTR上预测到了203个保守的miRNA靶位点。其中Zfh-1, Chinmo, Ken及Imp的3′UTR上存在大量的miRNA靶位点，但miRNA靶位点数目在不同昆虫类群中也存在很大差异。其中，Chinmo及Imp 3′UTR上的let-7-5p靶位点在昆虫中保守。分别克隆了家蚕和小菜蛾Chinmo和Imp的3′UTR，通过双荧光素酶报告系统转染239T细胞证实了let-7-5p对Chinmo和Imp两个基因的调控作用。【结论】发现在4个昆虫精巢干细胞自我更新相关基因Zfh-1, Chinmo, Ken和Imp的3′UTR上存在大量的miRNA靶标位点。其中Chinmo及Imp基因3′UTR上let-7-5p靶位点在大多数全变态昆虫中保守，双荧光素酶报告系统实验证实了家蚕和小菜蛾中let-7-5p与Chinmo和Imp存在相互作用，为进一步研究miRNA在昆虫精子发生进程中的功能提供了参考。

【目的】本研究旨在对光滑鳖甲Anatolica polita borealis丝氨酸蛋白酶抑制剂基因进行克隆及表达分析，以验证光滑鳖甲丝氨酸蛋白酶抑制剂的功能。【方法】利用PCR和cDNA末端快速扩增（rapid amplification of cDNA ends, RACE）技术克隆获得光滑鳖甲丝氨酸蛋白酶抑制剂基因。采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本性质进行预测和分析，同时构建其编码产物的系统进化树；构建光滑鳖甲丝氨酸蛋白酶抑制剂蛋白重组表达载体，表达、纯化蛋白进行功能验证。【结果】获得光滑鳖甲丝氨酸蛋白酶抑制剂基因ApSerpin-FA72（GenBank登录号: MF188125），其基因编码序列长为1 176 bp，编码由391个氨基酸残基组成的多肽，蛋白理论分子量为43.7 kD，理论等电点为5.14，包含一个由21个氨基酸组成的信号肽。AsSerpin-FA72属亲水蛋白，分泌到胞外发挥作用，可能具有胁迫应答的功能，与赤拟谷盗Triboloum castaneum Serpin的同源性最高。纯化得到的融合蛋白TrxA-ApSerpin-FA72大小约为63.7 kD。功能验证表明，重组蛋白TrxA-ApSerpin-FA72对胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶活性均有抑制作用。【结论】光滑鳖甲丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的表达产物对胰蛋白酶及胰凝乳蛋白酶活性具有抑制作用，表明其可能对消化类丝氨酸蛋白酶活性起抑制作用，对其功能活性的验证有助于深入研究ApSerpinFA72与丝氨酸蛋白酶之间的关系。

【目的】本研究旨在克隆沙葱萤叶甲Galeruca daurica热激蛋白Hsp70基因，并对其进行序列和表达模式分析，探讨该基因在沙葱萤叶甲生长发育及响应温度胁迫方面的作用。【方法】采用RT-PCR和RACE技术从沙葱萤叶甲2龄幼虫中克隆Hsp70基因，并进行生物信息学分析；用WoLF PSORT在线软件进行亚细胞定位预测；采用实时荧光定量PCR检测该基因在沙葱萤叶甲成虫不同组织(头、胸和腹)中、不同发育阶段(卵、1-3龄幼虫、蛹、雌雄成虫)、不同温度(-14, -10, -5, 0, 5, 10, 15, 20, 25和30℃)处理 1 h的2龄幼虫及0℃下分别处理0 min, 15 min, 30 min, 1 h, 1.5 h, 2 h和3 h时卵中的相对表达量。【结果】克隆获得一个沙葱萤叶甲Hsp70基因并命名为GdHsp70(GenBank登录号: KY460462)，该基因全长2 340 bp，开放阅读框(ORF) 1 899 bp，编码632个氨基酸，预测蛋白质分子量为70.12 kD，等电点(pI)为4.79，无跨膜区，无信号肽。蛋白质亚细胞定位预测该蛋白主要位于细胞质内。蛋白质结构域分析表明，GdHsp70有3个功能保守区。同源比对与系统进化分析表明，GdHsp70与分类学关系上较为接近的昆虫的同源蛋白间有较高的相似度。组织特异性和不同发育阶段表达分析表明，GdHsp70在沙葱萤叶甲成虫胸部和卵期表达量最高；高温和低温胁迫均能诱导沙葱萤叶甲2龄幼虫体内GdHsp70的表达，其中-10℃处理1 h表达量最高；0℃低温处理卵15 min至3 h后均能诱导GdHsp70不同程度的表达上调，其中处理1 h上调幅度最大。【结论】沙葱萤叶甲GdHsp70与该虫的生长发育相关，并对高低温胁迫的响应有重要作用。

【目的】本研究旨在克隆小菜蛾Plutella xylostella体内一种C型凝集素基因，检测其在小菜蛾体内的表达模式，并探讨该蛋白对细菌的凝集作用。【方法】基于对小菜蛾转录组和基因组进行生物信息学分析的基础上，RT-PCR结合RACE技术克隆小菜蛾C型凝集素基因全长cDNA序列。构建原核表达质粒载体，在大肠杆菌BL21中高效表达小菜蛾C型凝集素融合蛋白，利用纯化的融合蛋白免疫新西兰大白兔，获得了高效价的抗血清。利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测小菜蛾C型凝集素基因在小菜蛾不同发育时期（卵期、1-4龄幼虫、预蛹期、蛹期和成虫期）和小菜蛾4龄第1天幼虫不同组织（血细胞、表皮、脂肪体、中肠和马氏管）中的表达模式。RT-qPCR和Western blot检测小菜蛾C型凝集素基因在大肠杆菌和苏云金芽孢杆菌刺激下的表达差异。显微镜下观察重组蛋白对这两种细菌的体外凝集现象。【结果】克隆了小菜蛾型C型凝集素基因PxCTL5（GenBank登录号: KY807084），cDNA序列全长1 243 bp，开放阅读框（ORF）序列长672 bp，编码223个氨基酸残基。RT-qPCR显示PxCTL5基因在小菜蛾各个龄期均有表达，在成虫期处于高水平表达；主要在表皮中表达，可被苏云金芽孢杆菌和大肠杆菌强烈诱导表达，表达高峰期分别为诱导后18 h和24 h。Western blot检测表明，经苏云金芽孢杆菌和大肠杆菌诱导后，小菜蛾血淋巴中PxCTL5蛋白表达量明显提高。体外凝集实验表明，在钙离子存在下，PxCTL5蛋白对两种细菌都有一定的凝集作用，对苏云金芽孢杆菌的凝集作用较强。【结论】小菜蛾PxCTL5可经细菌诱导表达，PxCTL5对苏云金芽孢杆菌有较强凝集作用。

【目的】揭示棉铃虫Helicoverpa armigera气味结合蛋白（odorant binding protein, OBP）基因HarmOBP16的组织表达谱及其重组蛋白与气味化合物的结合特性。【方法】基于棉铃虫触角转录组数据，利用PCR技术从棉铃虫成虫触角中PCR克隆气味结合蛋白基因，并进行生物信息学和系统进化分析；采用qPCR对其进行组织［头部(去除触角和喙)、胸部、腹部、足、翅、触角和喙］表达谱分析；进一步采用原核表达系统表达和纯化重组蛋白；最后采用荧光竞争结合实验测定该重组蛋白与85种候选气味物质的结合能力。【结果】从棉铃虫成虫触角中克隆得到一个Atypical OBP家族基因HarmOBP16（GenBank登录号: JQ753074），其开放阅读框长441 bp，编码146个氨基酸，推断的编码蛋白等电点为6.87，具有10个保守的半胱氨酸。组织表达谱结果表明，HarmOBP16在雌成虫翅中高表达。纯化后的重组蛋白HarmOBP16对植物花的挥发物香叶基丙酮（Ki=14.2 μmol/ L）、β-紫罗兰酮（Ki=15.2 μmol/L）、辛醛（Ki=15.3 μmol/L）、芳樟醇（Ki=16.8 μmol/L）、(R)-(+)-柠檬烯（Ki=14.9 μmol/L）和β-蒎烯（Ki=17.3 μmol/L）有较强的结合能力。【结论】HarmOBP16可能在棉铃虫识别寄主植物的过程中发挥一定的作用，可为基于气味物质的棉铃虫引诱剂或驱避剂的研发提供潜在的分子靶标。

【目的】克隆淡色库蚊Culex pipiens pallens ATP合酶B亚基基因编码区序列，并进行生物信息学分析，研究其与溴氰菊酯抗性关系。【方法】通过PCR方法扩增ATP合酶B亚基基因编码区序列；利用生物信息学网站在线分析工具，预测ATP合酶B亚基基因编码蛋白的理化性质和功能特征；通过实时定量PCR方法比较ATP合酶B亚基基因在室内筛选的淡色库蚊溴氰菊酯敏感品系和抗性品系中的表达，并在现场种群溴氰菊酯敏感和抗性个体中做进一步验证。【结果】成功克隆淡色库蚊ATP合酶B亚基基因编码区序列(GenBank登录号: KY783434)，长717 bp，编码238个氨基酸。生物信息学分析表明，其编码蛋白理论相对分子量为26.96 kD，等电点为8.97，在第70-231位氨基酸具有ATP合酶B亚基结构域，未发现信号肽和跨膜区。实时定量PCR结果显示，ATP合酶B亚基基因在室内筛选的淡色库蚊抗溴氰菊酯品系和现场种群溴氰菊酯抗性个体中表达量均上调。【结论】本研究获得了淡色库蚊ATP合酶B亚基基因编码区序列，进行了生物信息学分析，并证实其在溴氰菊酯抗性个体中高表达，为进一步研究该基因在蚊抗药性中的作用奠定了基础。

【目的】驱避剂是蚊虫防治的重要手段之一。前期研究发现，在驱避剂的使用过程中，驱避化合物分子与人体分泌的引诱物分子存在相互作用。为深入了解这种相互作用的本质，本研究从量子化学的角度分析了3种驱避化合物分子与引诱物分子L乳酸相互作用过程中几何结构、结合能、电荷布居和热力学参数等量化参数的变化，以期从计算机模拟角度揭示驱避化合物分子与引诱物分子相互作用的形式、强度和规律。【方法】本研究选择了3种在驱蚊方面具有代表性的驱避化合物，即8-羟基别二氢葛缕醇甲酸酯（R1）、羟基香茅醛-1,2-丙二醇缩醛（R2）和N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺（避蚊胺）(DEET），使用Gaussian 09量子化学计算程序包对驱避化合物分子单体R1, R2, DEET和人体引诱物分子单体L乳酸以及驱避化合物分子与L-乳酸的缔合体进行结构构建；在M06-2X-D3/6-311G(d,p)水平上优化所有单体、缔合体的几何结构，并做振动频率计算；在M06-2X-D3/6-311+G(d,p)水平上对单体、缔合体进行单点能计算。【结果】驱避化合物分子R1, R2和DEET与L-乳酸的缔合距离在2.64~2.74Å之间，缔合角度在170~175°之间，缔合后，L-乳酸羧基上氧氢键分别伸长0.019, 0.029和0.022Å； R1, R2和DEET与L-乳酸缔合过程的结合能ΔE依次为-50.278, -72.385和-66.977 kJ/mol，焓变ΔH分别为-43.715, -65.559和-60.465 kJ/mol，熵变ΔS分别为-0.138, -0.159和-0.157 kJ/mol·K，自由能变ΔG分别为-2.652, -18.090和-13.784 kJ/mol； R1, R2和DEET与L-乳酸缔合过程中，L-乳酸的总净电荷由0 e分别变为-0.0248, -0.0250和-0.0168 e。【结论】计算结果表明，驱避化合物分子R1, R2和DEET与L-乳酸均通过中强氢键缔合，并且R2与L-乳酸的氢键作用最强，形成的缔合体也最为稳定。

【目的】本研究旨在明确不同棉铃虫Helicoverpa armigera种群对茚虫威的抗性水平及抗性机理, 以科学有效防治这一害虫，避免其对茚虫威的抗性快速发展。【方法】采用浸叶法测定了棉铃虫不同种群，即相对敏感种群（CP）、汰选种群（TP）、沂水种群（YP）（采自山东沂水）和邯郸种群（HP）（采自河北邯郸）3龄幼虫对茚虫威抗性水平及增效醚（PBO）、脱叶磷（DEF）、顺丁烯二酸二乙酯（DEM）对茚虫威的增效作用；并测定了不同种群棉铃虫3龄幼虫体内多功能氧化酶（MFO）、羧酸酯酶（CarE）和谷胱甘肽-S-转移酶（GST）3种解毒酶及乙酰胆碱酯酶（AChE）活性。【结果】CP种群对茚虫威敏感，TP， YP及HP种群对茚虫威的抗性倍数（resistence ratio, RR）分别为4.36，8.06和15.34倍，分别表现为敏感性降低、低水平抗性和中等水平抗性。在TP种群中，当棉铃虫3龄幼虫取食3种增效剂处理的叶片时，在0, 6 和12 h处理时间内增效作用随时间而升高，且PBO和DEF对茚虫威的增效作用优于DEM。增效剂PBO，DEF和DEM饲喂棉铃虫3龄幼虫12 h后对HP种群的增效倍数分别为3.86， 2.52和4.57倍，对CP种群增效作用分别为1.11， 0.52和0.91倍。酶活力对比研究发现，HP种群的棉铃虫MFO， CarE和GST活性显著高于CP种群和TP种群，YP种群的棉铃虫MFO和CarE活性显著高于CP种群， CarE活性显著低于HP种群，但是AChE活性在棉铃虫种群间差异不显著。【结论】结果提示，当达到中等抗性水平时， MFO， CarE和GST活性显著升高与棉铃虫对茚虫威的抗性有关，而代谢抑制剂PBO， DEF和DEM对茚虫威有明显的增效作用。

【目的】明确重要生态因素对暗黑鳃金龟Holotrichia parallela幼虫种群的影响，从而为预测预报其发生提供理论依据。【方法】在室内采用自动控制温度、人工控制湿度的方法，观察温度、湿度和食物对暗黑鳃金龟幼虫存活率及发育历期的影响。【结果】结果表明，20~28℃适宜暗黑鳃金龟1-2龄幼虫的存活，其中24℃时存活率最高，达到74.9%±3.1%；12℃时发育历期最长，32℃时发育历期最短，20℃和24℃下发育历期适中。土壤含水量为7%~19%时暗黑鳃金龟1-2龄幼虫均能存活；其中在7%和19%时，幼虫存活率低于50%，在25%时幼虫全部死亡；在土壤含水量为16%时存活率最高，达到76.4%±2.5%。在供试的6种食物(小麦根、玉米根、棉花根、花生根、大豆根和马铃薯块)中，喂饲花生根的暗黑鳃金龟幼虫存活率最高，达到68.7%±3.2%。取食不同食物的幼虫发育历期差异显著，其中取食花生根的暗黑鳃金龟幼虫期最短，整个幼虫期仅为259 d（3龄幼虫期为227 d）；而取食棉花根的幼虫期最长，整个幼虫期为346 d（3龄幼虫期为303 d）。【结论】温度、土壤含水量和食物对暗黑鳃金龟幼虫的存活和生长发育均具有显著影响；在幼虫期调控温湿度及改变其寄主植物结构可有效控制其发生危害。

【目的】随着性信息素在稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis监测与防控中的应用越来越广泛，亟须准确判定性信息素所诱集到的雄蛾生殖发育状态，以便获取稻纵卷叶螟测报关键参数并准确评价防控效果。本研究旨在明确判定稻纵卷叶螟雄蛾内生殖系统发育状态的形态指标，进而试图依据性诱雄蛾日龄结构信息判定害虫种群发育状态。【方法】测量不同日龄的稻纵卷叶螟雄蛾精巢长半轴，形成依据精巢长半轴判断雄蛾日龄的发育标准，进而依据该标准划分田间逐日性诱的雄蛾日龄，反推出1日龄雄蛾逐日动态。【结果】解剖结果表明，在稻纵卷叶螟雄蛾内生殖系统各组成器官中，精巢形态稳定良好，其尺寸衰减与成虫日龄具有较好的对应关系，其中8日龄雄蛾精巢长半轴比1日龄长半轴减少41.55%。2015和2016年的田间调查结果表明，田间诱捕稻纵卷叶螟雄蛾中1-4日龄雄蛾占60%以上，不同日龄成虫的比例曲线呈双峰形，1和4日龄雄蛾分别形成第1和2次高峰。利用2015年四川眉山、2016年四川自贡两地性诱雄蛾逐日日龄结构和数量，反演1日龄雄蛾发生动态，其结果与田间发生情况相符合。【结论】稻纵卷叶螟雄蛾精巢大小变化可以准确反映稻纵卷叶螟雄蛾日龄变化，检测雄蛾精巢可获得其相应日龄信息，有利于准确预报该虫种群动态。

【目的】分析昆虫的线粒体基因组能很好地指示昆虫物种的亲缘关系。本研究旨在探索琥珀蚕Antheraea assama线粒体基因组并在线粒体水平上了解大蚕蛾科(Saturniidae)属及种间的分子系统进化关系。【方法】采用PCR步移法并结合克隆测序的策略，测定了珍稀绢丝昆虫琥珀蚕的线粒体基因组全序列,分析其结构特点和碱基组成;采用邻近距离法(NJ)构建大蚕蛾科及外群共14种昆虫线粒体蛋白质编码基因的系统发育树，并分析琥珀蚕在大蚕蛾科中的系统发育关系。【结果】琥珀蚕线粒体基因组序列全长15 312 bp (GenBank登录号: KU301792)，包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个核糖体rRNA基因和一段332 bp的A+T富集区，呈现典型的鳞翅目昆虫线粒体基因组的核苷酸组成及基因排布顺序。分析结果表明，琥珀蚕线粒体基因组中A+T含量高达80.18%，13个蛋白质编码基因中，除了COX1以CGA为起始密码子，其他均为典型的起始密码子ATN。COX1、COX2和ND5均以不完整的T为终止密码子，其余基因都是以典型的TAA或TAG为终止密码子。预测的22个tRNA二级结构中，除tRNA^Ser(AGN)缺乏DHU臂外，其他21个tRNA均能形成典型的三叶草结构。由线粒体蛋白质基因串联序列构建的NJ系统发育树表明，琥珀蚕与柞蚕Antheraea pernyi、天蚕Antheraea yamamai、明目大蚕Antheraea frithi构成鳞翅目大蚕蛾科柞蚕属Antheraea这一分支。在9种大蚕蛾科昆虫中，琥珀蚕与柞蚕属的天蚕亲缘关系最近，与巨大蚕蛾属Attacus的乌桕大蚕Attacus atlas亲缘关系较远。【结论】琥珀蚕线粒体基因组的基因排列方式同其他已测定的鳞翅目昆虫的完全相同。基于线粒体基因组的大蚕蛾科昆虫系统发育关系与传统的形态分类学结果一致，即琥珀蚕隶属于柞蚕属Antheraea。

【目的】了解扬眉线蛱蝶Limenitis helmanni线粒体基因组结构及其分子系统发育。【方法】采用PCR步移法对扬眉线蛱蝶线粒体基因组全序列进行测定和分析。基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因和2个rRNA基因的核苷酸序列构建了66种鳞翅目昆虫的系统发育树。【结果】扬眉线蛱蝶线粒体基因组全长15 178 bp(GenBank登录号： KY290566)，包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和一段长度为346 bp的A+T富含区，基因排列顺序与其他已知近缘种昆虫相同。扬眉线蛱蝶线粒体基因组中存在很高的A+T含量(81.1％)。13个蛋白质编码基因中，COI以CGA作为起始密码子，ND5以GTT作为起始密码子，其余均以昆虫典型的ATN为起始密码子。COII和ND4基因使用了不完全终止密码子T，其余基因均以典型的TAA为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中，除tRNA^Ser(AGN)缺少DHU臂外，其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。与其他多数鳞翅目昆虫一样，扬眉线蛱蝶的A+T富含区中有一段由ATAGA引导的保守的多聚T结构，长度为20 bp，并散布着一些长短不一的串联重复单元。系统发育树结果显示，蛱蝶科亚科级别的系统发育关系为：(绢蛱蝶亚科＋眼蝶亚科)＋((蛱蝶亚科＋闪蛱蝶亚科)＋(釉蛱蝶亚科＋线蛱蝶亚科))。【结论】线蛱蝶族与翠蛱蝶族的亲缘关系较近，丽蛱蝶族是该亚科较早分化出来的一支。基于线粒体基因组构建的线蛱蝶亚科物种系统发育关系与传统形态分类学研究结论不一致。

昆虫免疫在昆虫抵御有害外源刺激的过程中具有重要的生理调控作用，因而近年来受到了广泛关注。虽然体内免疫和体外免疫皆为昆虫免疫防御系统的组成部分，但是传统观点普遍认为，体内免疫是昆虫迅速和主要的免疫反应，而体外免疫防御仅仅被认为是一种次要的免疫响应。然而，以分泌防御物为核心的体外免疫却构成了外源异物入侵昆虫的第一道防线。因此，体外免疫和体内免疫是昆虫的两种免疫防御策略。当昆虫遭受外来生物入侵或外界不良环境因子影响时，为了抵御天敌或抵抗逆境，它们将优先选择体外免疫防御策略。但是，昆虫在整个防卫过程中，体内免疫和体外免疫却是同步进行的，这将涉及到两种免疫防御策略之间的能量分配问题。同时，当昆虫受到外源物入侵时，必然启动一系列的免疫响应来阻止潜在的威胁，这将严重影响到害虫生物控制的效果。本文以昆虫体外免疫为焦点，就昆虫防御分泌物、两种免疫防御策略及其权衡进行综述，旨在了解昆虫防御分泌物及体内体外免疫权衡的研究现状和重要作用，深入剖析昆虫和外源因子的免疫互作效应和多样化的免疫防御策略，为促进该领域的发展和开发以昆虫免疫系统为靶标的新型杀虫剂提供新的思路和方法。