昆虫需要氨基酸用于合成结构蛋白、酶、转运蛋白以及受体分子。稻飞虱长期取食氨基酸不平衡的植物韧皮部汁液,仍能正常发育,研究表明可能是体内共生菌可以提供其必需氨基酸合成途径的一些酶,从而帮助稻飞虱完成有关氨基酸的合成,保证了飞虱营养的平衡,但具体有哪些途径上哪些酶是由共生菌提供等问题仍有待解决。为了探明共生菌与稻飞虱氨基酸营养关系,本文搜寻了重要水稻害虫——灰飞虱和褐飞虱转录组中氨酸酸合成相关的unigene,采用RT-PCR、RACE技术获得了相应酶基因的cDNA或全长,通过序列比对、密码子偏性和系统进化树分析,初步判断了稻飞虱转录组数据中存在共生菌提供的合成基因。并在得到褐飞虱全长cDNA的基础上,利用饲喂dsRNA的方法研究了其中1个基因被干扰后对褐飞虱的生物学效应。主要结果如下：1.灰飞虱氨基酸合成酶基因的分子克隆及密码子偏性分析灰飞虱是我国多种作物如水稻和小麦等上的韧皮部害虫。韧皮部汁液中富含单糖但是较少含氮有机物,尤其是必需氨基酸。这使灰飞虱营养极不平衡,仅靠所摄入的食料是难以完成正常生长发育。因此灰飞虱和体内共生菌的营养关系引起了人们关注。本文利用灰飞虱转录组数据库及RT-PCR技术得到氨基酸合成相关的17个基因23条片段。经序列比对、密码子偏性和系统进化树分析表明,有3个基因来自共生菌,其余14个基因则来自宿主昆虫。从克隆出的基因可以看出,灰飞虱在氨基酸合成中负责氨基供体生成、氨同化与Glu、Gln、Pro、Asp、Asn、Ala、Ser、Gly和Tyr九种非必需氨基酸的合成,宿主昆虫和共生菌协同完成Met的合成,由共生菌提供合成Lys、Val、 Leu、Ile和Trp的基因。由此我们推测灰飞虱的氨基酸营养需求需要其与体内共生菌协同合作才能满足。2.褐飞虱氨基酸合成酶基因的分子克隆及密码子偏性分析褐飞虱为单食性害虫,只能在水稻和普通野生稻上取食和繁殖后代。水稻韧皮部汁液中含氮有机物较少,褐飞虱不能完全从食物中获取生长发育所需的营养物质。研究表明,存在于稻飞虱体内的类酵母共生菌可以提供固醇类物质和必需氨基酸等飞虱自身难以合成的营养物质。本文参考豌豆蚜及其共生菌的氨基酸合成代谢途径,利用褐飞虱转录组数据库和RT-PCR技术得到合成氨基酸的25个基因36条片段序列。这些酶存在于褐飞虱9种非必需氨基酸和7种必需氨基酸的合成途径中。进一步对赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸合成途径上酶的基因进行全长克隆,得到3个基因全长序列。所克隆出的序列经比对、密码子偏性和系统进化树分析表明,有17条基因片段来自共生菌,其余19个则来自宿主昆虫。褐飞虱在氨基酸合成中负责氨基供体生成与Glu、 Gln、Pro、Asp、Asn、Ala、Ser和Gly的合成。宿主昆虫和共生菌协同完成氨同化、Met、Val、Leu和Ile的合成。由共生菌提供合成Lys、Cys、Arg和Trp的基因。可见,褐飞虱的氨基酸营养需求需要其体内共生菌的参与才能完成。3.褐飞虱赖氨酸合成酶基因NISDH的表达动态及RNAi在获得褐飞虱赖氨酸合成途径中同源于真菌的酵母氨酸脱氢酶(N1SDH)全长cDNA基础上,对该基因的表达动态及对褐飞虱若虫的RNAi效应进行了研究。发现它在褐飞虱各个龄期均有不同程度的表达,且1至4龄的表达量明显高于5龄和成虫的,在2龄时表达量最高。以喂食dsRNA的方法对孵化6d的若虫进行的RNAi实验的结果表明,当dsRNA终浓度为30ng/μl并连续喂食直至试虫羽化,处理组的若虫死亡率与对照组间在喂食22d后达到显著性差异。qRT-PCR测定目标基因dsRNA干扰后第5、10d和初羽化试虫的表达量和对TOR信号通路的影响,结果显示NISDH表达量不稳定,只有在干扰后第10d有显著性下降；TOR信号通路上基因PI3K、Rheb、TOR和S6K被干扰后表达量与对照相比都存在显著性差异。实验结果初步表明饲喂dsRNA干扰赖氨酸合成相关酶后,改变了体内氨基酸平衡、扰乱了氨基酸检测的信号转导途径,导致试虫死亡。