褐飞虱几丁质合成网络的调控microRNA及其功能研究

几丁质合成是昆虫的一个重要生理过程。目前，昆虫几丁质合成的调控途径主要包括：利用RNAi技术干扰几丁质合成相关基因的表达、以及利用几丁质合成抑制剂。microRNA是动物很多生理过程中重要的调控因子，因此推测它们也参与昆虫几丁质合成过程，但这方面的研究结果尚未见报道。本项目以水稻重要害虫褐飞虱为研究对象，首先通过深度测序获得褐飞虱microRNA序列，预测几丁质合成网络的调控microRNA，然后利用293T和S2两个细胞系验证microRNA和靶基因的相互作用关系，再在昆虫活体中鉴定和阐明重要microRNA对褐飞虱生长发育和几丁质合成的影响，评价调控昆虫几丁质合成的microRNA在害虫控制中的作用，确定几丁质合成调控的最佳靶标和调控方式。该项目不仅可在理论上阐明褐飞虱重要microRNA在几丁质合成中的功能，而且可为利用microRNA来控制害虫奠定基础。

利用褐飞虱Nilaparvata lugens基因组以及小RNA测序，获得褐飞虱蜕皮相关的miRNA36个，其中19个为保守性的，17个为新发现的；还鉴定出褐飞虱几丁质合成相关的miRNA32个，其中28个为保守性的，4个为新发现的。发现膜结合型海藻糖酶基因（Tre-2）、葡萄糖-6-磷酸异构酶基因（G6PI）、磷乙酰氨基葡萄糖变位酶基因（PAGM）、几丁质合成酶基因A（CHSA）和转录因子FTZ-F1分别是miR-8-5p、miR-2452、miR-2a-3p 、miR-2703和nlu-miR-173（新发现的）的靶基因。阐明了4个miRNA的功能。其中，miR-8-5p和miR-2a-3p作为分子桥梁把昆虫几丁质合成通路和20E信号通路连起来；miR-2703和nlu-miR-173的含量变化导致褐飞虱出现蜕皮障碍类似物，几丁质含量相应显著变化。发现dsCHSA引起的防治效果快于miR-2703，暗示在害虫控制中有重要作用。