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以神经酰胺、鞘磷脂为代表的鞘脂类物质不仅是真核生物膜的必要组分之一,它更可作为信号分子参与众多细胞进程的调控过程。鞘磷脂合酶与鞘磷脂酶是鞘脂类代谢中至关重要的两类酶,对于生物体内神经酰胺-鞘磷脂的稳态具有重要的调节作用。本文以水稻重要害虫褐飞虱作为研究对象,克隆并鉴定了褐飞虱体内鞘磷脂合酶与鞘磷脂酶同源基因,并基于RNA干扰技术,对两种酶的生物学功能进行了初步研究。主要研究成果如下:1.在褐飞虱体内克隆并鉴定了2个鞘磷脂合酶同源基因NlSMSL1和NlSMSL2,研究其时空表达特性,并验证其体内酶活功能。其中NlSMSL1长1434 bp,编码477个氨基酸,在褐飞虱成虫与生殖器官高表达;NlSMSL2长1188 bp,编码395个氨基酸,在褐飞虱成虫与马氏管高表达。通过RNA干扰技术抑制NlSMSL1表达后,褐飞虱体内神经酰胺与鞘磷脂含量无显著变化;抑制NlSMSL2表达后,神经酰胺类物质总含量极显著上升,尤其对d18:0/18:1神经酰胺和d18:1/18:0神经酰胺影响最显著。2.通过显微注射双链RNA(dsRNA),在褐飞虱体内下调NlSMSL1和NlSMSL2的表达,发现NlSMSL1和NlSMSL2的降低对褐飞虱存活率、体重、产卵量、孵化率、生殖器官发育情况均具有重要影响。NlSMSL1的降低可使褐飞虱雌虫体重显著上升,但体内以C16和C18为主的游离脂肪酸含量无显著变化。此外,NlSMSL1被干扰后,褐飞虱雌虫产卵量、卵孵化率显著下降。显微镜下观察到处理组(注射dsNlSMSL1)卵巢发育速度明显迟于对照组(注射dsGFP),且卵黄原蛋白相关基因及蛋白水平(极)显著降低。NlSMSL2被干扰后,褐飞虱雌虫存活率显著下降,雌虫产卵量与卵孵化率无显著变化。而NlSMSL2低表达的雄虫与正常雌虫交配后,正常雌虫的产卵量显著上升。3.在褐飞虱体内克隆并鉴定了4个鞘磷脂酶同源基因NlSMase1、NlSMase2、NlSMase3、NlSMase4,发现NlSMase1~4对褐飞虱卵巢发育均具有重要调控作用。其中NlSMase1长2196 bp,编码731个氨基酸,在雌虫和卵巢高表达;NlSMase2长1687 bp,编码550个氨基酸,在若虫与中肠高表达;NlSMase3长1275 bp,编码424个氨基酸,在雌虫与翅高表达;NlSMase4长1446 bp,编码481个氨基酸,在雌虫和卵巢高表达。虽然NlSMase1~4氨基酸同源相似度很低(≤35%),但依次干扰NlSMase1~4后,均会不同程度地抑制褐飞虱卵巢的发育,其中NlSMase4的降低对褐飞虱卵巢发育的抑制作用最显著。选取NlSMase4干扰后的褐飞虱卵巢做转录组分析,结果表明:211个基因表达水平发生显著差异,其中上调112个,下调99个;GO和KEGG富集结果显示,差异基因主要集中在蛋白激酶C、甘油二酯激酶信号通路,甘油磷脂、磷脂酰肌醇、甘油脂代谢通路。综上,NlSMase4可能通过调控多种脂类代谢途径来参与褐飞虱卵巢发育的生物学过程。