白背飞虱Sogatella furcifera（Horváth）隶属于半翅目Hemiptera、飞虱科Delphacidae,是亚太地区水稻生产上的一种重要迁飞性害虫。目前,白背飞虱的防治仍主要依赖使用化学杀虫剂。然而,由于白背飞虱长距离迁飞、发育历期短、繁殖力强等特性,加之化学杀虫剂的长期不合理使用等原因,导致该虫对多种杀虫剂产生不同程度的抗药性,因此,亟待寻找一种新的害虫防治策略以达到持续防控之目的。几丁质是昆虫表皮、肠道、气管以及生殖管道的重要组成部分,其合成由一系列酶催化完成。由于高等哺乳动物体内不含几丁质,因此几丁质合成途径中的相关基因被认为是筛选和设计新型生物农药的潜在靶标,值得进行深入研究。本研究以白背飞虱转录组测序为基础,对几丁质合成通路基因的分子特性及功能进行了系统的研究。主要研究结果如下:1白背飞虱转录组测序与Unigenes功能注释白背飞虱转录组测序共获得6.68 Gb数据,使用Trinity软件将这些数据组装并去冗余后得到66,425条Unigenes。将Unigene比对到七大功能数据库进行注释,共有25,059条Unigenes被注释到七大数据库中任意一个数据库。在NR蛋白库中共有19,564条Unigenes序列得到相应的功能注释。同时有3,915条Unigenes注释到GO功能分类中。KOG数据库共有14,850条Unigenes被成功注释,并划分为25个功能组。共有14,854条基因在KEGG数据库中被注释到六大代谢途径中。2白背飞虱几丁质合成通路基因的克隆及序列分析基于白背飞虱转录组数据,利用PCR和RACE技术,克隆获得了白背飞虱几丁质合成通路基因的cDNA序列,分别命名并登录至Gen Bank:SfTre1（MG869613）、SfTre2（MG869614）、SfHK（MF964940）、SfG6PI（KY695112）、SfGFAT（MF964939）、SfGNA（MH672691）、SfPAGM（KY381946）、SfUAP（MF964941）、SfCHS1a（KY350143）和SfCHS1b（KY350144）。利用SeqMan、MEGA、NetNGlyc、Prot Param和TMHMM等分子生物学软件分析,阐明了上述各基因的开放阅读框、保守结构域、氨基酸结构及跨膜结构,明确了各基因的分类地位。3白背飞虱几丁质合成通路基因的时空表达模式采用qPCR分析了几丁质合成通路基因在不同发育阶段的18个时间点（从卵期至成虫期）的m RNA表达特性,结果显示,SfTre1、SfG6PI、SfGFAT、SfPAGM、SfUAP和SfCHS1主要在白背飞虱蜕皮前后的表达量相对较高,而在每次蜕皮的间隔期表达量降低,这些时期正是昆虫外骨骼形成的关键时期,需要大量的几丁质以使表皮硬化。此外,SfTre2在卵期和1龄若虫期表达量相对较高,而从2龄至5龄第2天若虫期的表达量逐渐降低,但在5龄第3天表达量小幅度升高;在白背飞虱羽化为成虫后,其表达量急剧升高。SfHK表达量在卵期到5龄若虫期呈现出先升高后下降的趋势,在羽化第1天急剧升高,在成虫第2天达到最高。白背飞虱几丁质合成通路基因在不同发育阶段的差异表达暗示了其可能存在着生理功能多样性。采用qPCR对几丁质合成通路基因在表皮、脂肪体、肠道、卵巢和头部5个不同组织部位表达模式的分析结果显示,所测基因在白背飞虱不同组织中的表达模式各不相同,存在一定的差异。其中,SfTre1在表皮、卵巢和头部的表达较高,而SfTre2在卵巢和头部的表达相对较高,推测它们不仅参与了几丁质的合成,而且也参与了能量代谢。SfG6PI、SfGFAT、SfPAGM、SfUAP、SfCHS1和SfCHS1a也在表皮中表达量较高,认为它们在表皮几丁质合成过程中发挥着重要作用。4白背飞虱几丁质合成通路关键基因功能验证利用RNAi技术探究SfTre1、SfTre2、SfG6PI、SfGFAT、SfPAGM、SfUAP、SfCHS1、SfCHS1a和SfCHS1b在白背飞虱蜕皮与变态过程中的作用,对白背飞虱5龄第1天的若虫分别注射这些基因的ds RNA的实验结果表明,这些基因被干扰后,其相应目的基因的m RNA表达水平显著降低。除了SfCHS1b外,试虫在发育过程中都出现了表型异常的现象:新表皮形成而旧表皮未蜕去形成双表皮结构,产生旧表皮只在头胸背板处裂开的畸形虫体,或旧表皮不能完全蜕去而形成拖尾,试虫腹部皱缩变小,或成功蜕皮但翅和躯体皱缩,并最终因不能正常蜕皮或羽化而死亡。结果说明这些基因在白背飞虱的生长发育过程中是不可或缺的。5噻嗪酮对白背飞虱发育繁殖及SfCHS1基因表达的影响采用稻茎浸渍法测定噻嗪酮对白背飞虱3龄若虫的毒力,运用实时荧光定量PCR技术检测噻嗪酮对白背飞虱几丁质合成酶1基因表达影响的结果表明,噻嗪酮对白背飞虱3龄若虫的LC50为0.89 mg/L;以噻嗪酮亚致死浓度LC10和LC25（0.10和0.28 mg/L）分别处理白背飞虱3龄若虫后,F0和F1代若虫发育期显著延长;F1代白背飞虱单雌产卵量比对照分别减少了5.29%和12.34%,而F1代白背飞虱存活率、羽化率、交尾率和孵化率与对照相比差异虽不显著,但均低于对照组。经LC10和LC25浓度处理后,白背飞虱相对适合度分别降低了47%和63%。噻嗪酮处理白背飞虱若虫后,SfCHS1及其两个可变外显子的表达量高于对照,这可能是由于几丁质合成受阻后基因表达水平的代偿性增加造成的。表明噻嗪酮影响几丁质合成通路可能是其对白背飞虱种群增长具有抑制作用的主要机理。综上所述,本研究在白背飞虱转录组测序与分析的基础上,克隆获得8个白背飞虱几丁质合成通路基因的cDNA序列,并解析了这些基因的特性;采用qPCR等技术和方法系统阐明了这些基因的时空表达特性;并利用RNAi技术验证了6个重要基因在白背飞虱发育过程中的具体功能;采用生测技术明确了噻嗪酮对白背飞虱发育的影响,以及噻嗪酮胁迫下SfCHS1表达特性的调节。研究结果为以几丁质合成通路作为害虫靶标提供了科学依据,对促进研究和开发适合控制害虫的绿色生物农药产品具有理论和实践意义。