蚜虫和寄主植物之间的相互作用是复杂的。在长期的进化过程中,植物逐渐形成了一套组成性和诱导性的防御机制来应对蚜虫取食,而蚜虫则通过取食、增殖等行为降低植物的防御机制对其影响。蚜虫通过唾液腺分泌具有效应子作用的蛋白去调控植物防御响应,这些蛋白可能直接参与蚜虫与植物的相互作用。但目前蚜虫唾液蛋白如何影响蚜虫的取食行为、如何引起植物的防御反应尚不清楚。豌豆蚜是目前唯一完成基因组测序的蚜虫,而且个体大,相对容易操作。已报道豌豆蚜唾液腺有42个高表达的基因,仅9个基因有注释,包括两个基因Armet和ACE。Armet是广泛存在于动物中的一类蛋白,在哺乳动物中参与细胞内质网胁迫反应和具有神经营养因子的功能。ACE是血管紧张素转化酶,调节哺乳动物的血压,对昆虫的发育、生殖、免疫及神经系统等有影响。这两个基因在蚜虫唾液腺高表达,它们是否介导昆植关系尚未研究。本论文从分子生物学、电生理以及植物方面研究了Armet和ACE对蚜虫取食寄主植物的影响,探讨了它们在介导蚜虫-植物相互作用中的功能。主要研究结果如下：1.豌豆蚜Armet基因编码174个氨基酸残基,蛋白序列含有八个保守的半胱氨酸,具有N-端分泌信号肽和C-端内质网截留信号KEEL,其启动子有两个内质网胁迫响应元件(ERSE)类似序列。Armet在蚜虫体内对内质网胁迫有表达上调响应,其启动子ERSE响应元件对内质网胁迫也有上调基因表达的反应,并且转录因子ATF6和NY-F也参与Armet基因对内质网胁迫的响应。因此,Armet在细胞内的功能在哺乳动物和昆虫中是保守的。2.与取食人工饲料相比,豌豆蚜在取食植物时需要更多的Armet。干扰Armet基因表达后,豌豆蚜在寄主植物上的存活率显著下降,但不影响在人工饲料的生存率。蚜虫刺探电位图谱技术显示,基因干扰后蚜虫在植物上的取食行为受到破坏,被动取食时间明显减少,刺探细胞的时间显著增加。将体外表达、纯化的Armet蛋白注射到烟草,转录组数据表明烟草有3033个基因对Armet有响应,其中病原菌与植物互作通路上的144个基因表达上调,荧光定量PCR验证了部分基因的表达。3.豌豆蚜基因组有三个ACE基因,ACE1和ACE2预测是分泌蛋白,ACE3是非分泌蛋白。ACE1和ACE2在唾液腺的表达量比其他组织高,ACE3在卵巢表达量最高。与取食人工饲料相比,蚜虫取食植物时需要更多的ACE2。分别干扰ACE1、ACE2和ACE3均并不影响豌豆蚜在植物上的生存、取食和生殖,但同时干扰ACE1和ACE2可显著降低豌豆蚜在植物上的存活率。蚜虫刺探电位图谱技术显示,ACE1和ACE2同时干扰后蚜虫被动取食的时间反而增加。本研究探讨了蚜虫唾液腺两种蛋白对蚜虫取食寄主植物的影响,研究结果不仅对理解蚜虫如何适应寄主植物有重要的理论意义,而且对选育抗虫植物新品种、发展新型的蚜虫控制对策有重要的实践意义。