海藻糖酶是昆虫体内几丁质合成通路的第一个酶，也是能量代谢通路中的关键酶，能够将昆虫的血糖-海藻糖水解成葡萄糖，为昆虫的生命活动提供能量。目前，昆虫体内存在两类海藻糖酶(Trehalase，简称Tre)，分别为可溶性海藻糖酶(Tre1)和膜结合型海藻糖酶(Tre2)，Tre2通常拥有1个或多个跨膜结构。大多数昆虫的体内都发现仅存在两个海藻糖酶基因，而赤拟谷盗(Tribolium castaneum，简称T.castaneum)体内发现存在5个海藻糖酶基因(TcTres)。之前的研究结果表明海藻糖酶对昆虫几丁质合成通路起调控作用，但是对于多个不同海藻糖酶的功能研究，如在几丁质合成通路和能量代谢通路等方面未见报道。赤拟谷盗是一种重要的仓储害虫，也是一种模式昆虫，适用于昆虫基因功能研究。深入研究海藻糖酶基因的不同功能，将有利于研究海藻糖酶作为害虫控制靶标的分子机理，开发更加有效的海藻糖酶抑制剂和生产低毒的生物农药，应用于害虫生物防治。　　 本实验首先克隆获得赤拟谷盗的5个海藻糖酶基因，包括4个可溶性海藻糖酶基因和1个膜结合型海藻糖酶基因，分别命名为Tc Tre1-1，Tc Tre1-2，Tc Tre1-3，Tc Tre1-4和TcTre2，其开放阅读框分别长为1626 bp、1692 bp、1647 bp、1662 bp和1929 bp，翻译成的氨基酸分别为541个、563个、548个、553个和642个，等电点分别为4.82、8.81、7.02、4.86和5.93，预测的蛋白分子量分别为63.7 kD、66.1kD、63.9 kD、63.7 kD和73.9 kD。　　 进一步采用实时荧光定量PCR(Real-time fluorescence quantitative PCR，简称qRT-PCR)技术测定5个TcTres基因mRNA在赤拟谷盗不同龄期中的发育表达模式，结果发现4个可溶性海藻糖酶在幼虫期的表达量较低，预蛹前期达到最大值，而膜结合型TcTre2基因在幼虫期的表达量较高。半定量PCR(Semi-quantitative PCR，简称RT-PCR)方法检测发现5个TcTres基因在表皮、脂肪体、中肠和马氏管中都有表达，且在不同组织中的表达量不同，其中以TcTre1-4基因mRNA在四个组织中的表达量较高。　　 最后，采用RNA干扰(RNA interference，简称RNAi)技术对5个TcTres基因的功能进行研究。主要以8L和7L幼虫为研究对象，对单个TcTre基因表达进行抑制，研究结果共观察到11种畸形表型。TcTre1-1、TcTre1-2、Tc Tre1-3、TcTre1-4和TcTre2基因的RNA干扰组中，死亡率分别达到35％、17％、23％、42％和39％。具体结果如下:在TcTre1-2和TcTre1-4基因的RNA干扰组中，由于能量缺少而死亡的虫数比例为84.6％和93.75％;而在所有RNA干扰组中，定量PCR法检测到在幼虫预蛹蜕皮前期TcTre1-1基因的表达量都大幅度上升，并且在TcTre1-1基因RNA干扰组中，由于几丁质合成紊乱而死亡的表型被大量观察到;在TcTre1-3基因RNA干扰组中，由于能量缺失而死亡的虫数和由于几丁质合成紊乱而死亡的虫数都较多;实验也发现在TcTre2基因RNA干扰组中，所有TcTres基因的表达量都在下降。研究结果发现5个TcTres对几丁质合成通路或能量代谢通路都具有调控作用，且调控作用存在差异，具体表现在:1）TcTre1-1主要调控赤拟谷盗整个发育史中的几丁质合成通路;2）TcTre1-2主要通过水解细胞内的海藻糖为赤拟谷盗生长发育提供能量;3）TcTre1-3主要通过水解细胞内的海藻糖为赤拟谷盗生长发育提供能量以及调控TcCHS1b基因的表达;4）TcTre1-4主要通过水解细胞内的海藻糖为赤拟谷盗生长发育提供能量;5）TcTre2主要是通过水解细胞膜外的海藻糖为赤拟谷盗生长发育提供能量以及调控TcCHS2基因的表达。综上所述，TcTre1-1、TcTre1-2、TcTre1-3、TcTre1-4和TcTre2都能通过调控能量代谢通路来调节赤拟谷盗的生长发育，而TcTre1-1则主要通过几丁质合成的调节对赤拟谷盗的生长进行调控。