粘虫被列入一类农作物病虫害名录,大发生时造成严重损失,在防治方面不容松懈,而随着杀虫剂的使用,其抗药性日益严重,因此粘虫的抗药性治理及绿色防控成为研究热点。细胞色素P450（cytochrome P450,CYP）与昆虫的生长发育、内外源物质代谢密切相关,越来越多的研究发现P450家族的基因参与表皮碳氢化合物的合成,导致害虫抗药性增强。本研究基于P450基因在表皮发育中的重要功能,通过转录组测序获得粘虫表皮转录组数据,筛选鉴定得出CYP4G199基因在表皮中特异性高表达,探索了该基因在粘虫中的时空表达模式;并成功建立粘虫RNAi技术体系,验证CYP4G199在粘虫表皮发育中的功能。研究结果为研发P450抑制剂或杀虫剂,寻求粘虫绿色防控方法提供理论基础。主要研究结果如下:1.粘虫表皮转录组测序及P450基因的鉴定通过转录组测序,从4龄幼虫表皮共鉴定出166个P450基因转录本和4个细胞色素P450还原酶（Cytochrome P450 Reductase,CPR）基因转录本,其中66个P450基因和1个CPR基因拥有完整开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）,这些基因包括四个集团（CYP2、CYP3、CYP4和Mitochondrial）,主要分布在CYP4、CYP6、CYP9和CYP340家族,均含有Helix C、Helix I、Helix K和Heme-binding domain等保守结构域。2.筛选粘虫表皮中特异性高表达的P450基因基于转录组数据中的FPKM（Fragments Per Kilobase per Million mapped fragments）值,鉴定出了10个在表皮高表达的P450基因,其中包括CPR基因;进一步验证这10个基因在表皮中的相对表达水平,结果与转录组测序数据一致,其中CYP4G199基因的表达水平明显高于其他基因。利用RT-qPCR检测这10个基因在幼虫不同组织中的表达水平发现,CYP4G199等五个基因在幼虫表皮特异性表达。因此CYP4G199基因在表皮中特异性高表达。3.CYP4G199基因的克隆与序列分析克隆获得CYP4G199基因的cDNA序列,含有1695 bp的ORF,编码564个氨基酸,包括保守区域Helix C、Helix I、Helix K以及Heme-binding domain的P450蛋白特征序列;基于基因组DNA,扩增获得CYP4G199 DNA序列长度为6985 bp,包括9个内含子,长度介于331-1538 bp,外显子长度介于70-238 bp,且每段内含子与外显子的交界处都符合GT-AG原则。比对发现CYP4G199与甜菜夜蛾的CYP4G74基因序列同源性最高,相似性达到92.32%。4.利用RT-qPCR技术解析CYP4G199基因的时空表达模式通过RT-qPCR检测CYP4G199在粘虫不同发育阶段表达量发现,1龄幼虫中表达量相对最高,随着幼虫龄期的增长,CYP4G199基因的表达量有逐步降低的趋势,成虫时期,雌虫的表达量略高于雄虫。通过比较CYP4G199在不同龄期幼虫表皮中表达量发现,该基因在各个龄期幼虫表皮中均有表达,1龄幼虫表皮中表达量相对较高,6龄幼虫表皮中的表达量较低,2龄至5龄阶段幼虫表皮中基因表达量差异则不显著。在幼虫蜕皮过程中,进入蜕皮阶段6 h,CYP4G199基因在表皮中的表达量最低,后期随着蜕皮逐步结束,基因表达量也逐渐升高,至4龄初期表皮中CYP4G199基因的表达量与蜕皮前期无显著差异,说明在旧表皮消化和新表皮形成这一过程中,CYP4G199表达水平有明显增减变化。5.RNAi研究CYP4G199基因在粘虫表皮发育中的功能建立粘虫RNAi技术体系,通过体外合成ds RNA,显微注射法对4龄幼虫进行RNAi,结果表明CYP4G199基因的表达被抑制,其表达量显著下调65%,并且4龄幼虫蜕皮至5龄幼虫阶段表皮发育异常,6龄幼虫出现无法正常化蛹的现象,这表明CYP4G199与昆虫表皮发育相关,很可能参与表皮合成过程。