飞蝗是一种分布广泛的农业害虫,遍布欧、亚、非、澳四大洲。在我国也广泛分布。飞蝗具有两型现象,分为散居型和群居型,且两型在不同环境条件下可以相互转变,散居型向群居型转变并且集聚迁飞是蝗灾爆发的主要原因。takeout家族是昆虫在长期进化过程中形成的一个特有的、大的蛋白家族,takeout包括大约250个氨基酸,是一类分泌蛋白,主要分布于涉及化学感受和营养的组织,例如果蝇的触角、下唇须、脂肪体及前胃等。其主要功能是参与节律调控,调节昆虫摄食与运动,参与味觉和嗅觉系统的化学感受,参与性别分化,有助于雄性果蝇求偶等。许多学者认为takeout蛋白具有配体结合特征,它会与不同的疏水配体结合从而执行不同的生理功能,但是没有直接证据。最近有资料表明在群居型飞蝗散居化和散居型飞蝗群居化过程中共有453条共同差异表达的基因,包括多个takeout基因,其中一个takeout基因——LimgTO1被认为通过接收其它个体的化学信号,从而产生应答参与型变过程,但对于其他takeout基因与飞蝗型变的关系尚不清楚。本研究选取其中一个takeout基因——LimgTO2,以四龄第三天的蝗蝻作为研究对象。首先对其进行信号肽预测,发现其具有信号肽序列;进行进化分析,发现LimgTO2属于takeout家族;进行序列比对分析,发现在N端具有两个保守的Cys残基,推测其可能具有配体结合特征。第二,通过实时荧光定量PCR技术和Western blot方法检测LimgTO2在两型飞蝗的表达,发现散居型飞蝗后腿、翅膀、触角的表达量明显高于群居型,尤其是后腿的差异量最大,而LimgTO2在两型飞蝗的其他组织中均没有表达。第三,同样用实时荧光定量PCR技术和Western blot方法检测检测两型转化过程中的LimgTO2的表达变化,结果显示LimgTO2在散居型飞蝗群居化过程中表达量下降;在群居型飞蝗散居化过程中表达量上升,表明后腿中LimgTO2可能参与两型转变。最后,用实时荧光定量PCR方法、Western blot方法和免疫组织化学方法共同检测,发现LimgTO2位于散居飞蝗的后腿腿节的表皮,推测LimgTO2蛋白可能作为载体蛋白参与后腿表皮感受器感受外界信号,从而进一步影响型变。国内外许多学者对蝗灾及飞蝗两型转变的机制进行了大量研究,但很少深入到分子生物学层面,本实验从分子生物学角度对飞蝗两型转变的机制进行研究。目前治理蝗灾的方法主要集中于大规模使用化学药物,但这些药物会导致环境污染,生态破坏等问题,而本实验为人类从生物学角度控制蝗灾奠定了基础。