中黑盲蝽(Adelphocoris suturalis Jakovlev)主要危害棉花(Gossypium hirsutum L.)等作物,中黑盲蝽取食诱导的棉花防御反应,以及中黑盲蝽对棉花防御反应的适应性机制是当前棉花害虫防治研究的热点之一。本文综合应用多组学(代谢组学、蛋白质组学、转录组学)手段与分析方法,研究了中黑盲蝽取食诱导的棉花蛋白质组和代谢组发生的变化,并通过多组学联合Dorsomorphin采购分析,鉴定了棉花防御反应潜在的分子机制;同时利用转录组技术,探究了中黑盲蝽唾液腺中效应蛋白基因,并分析Fulvestrant纯度了它们潜在的功能。本研究对于深入探讨昆虫与植物互作关系,明确植物诱导抗虫性的机制,完善害虫综合治理的理论体系具有重要的借鉴意义。主要结果如下:1.中黑盲蝽取食诱导后棉花代谢组的变化。基于高效液相色谱串联质谱等技术对中黑盲蝽取食棉花前后差异代谢物进行分析,结果表明,共鉴定出496个差异正离子(其中上调122,下调374),可分为11类,分别是萜类、生物碱、苯丙素类、黄酮和异黄酮类、有机酸及其衍生物、酚类及其衍生物adult medicine、碳水化合物和碳水化合物结合物、脂质和类脂分子、氨基酸肽及其类似物、核苷核苷酸及其类似物、其它类。其中,94个萜类代谢物(上调80,下调14);77个生物碱类代谢物(上调63,下调14);27个苯丙素类代谢物(上调24,下调3);26个有机酸及其衍生物类(上调17,下调9);22个黄酮和异黄酮类代谢物(上调16,下调6);15个酚类及其衍生物(全部上调)含量发生显著变化。说明中黑盲蝽取食诱导了棉花次生代谢反应。另外,中黑盲蝽取食后同样引起棉花的氨基酸(上调19,下调11)、糖类(上调43,下调27)、脂类(上调40,下调18)等初生代谢产物发生变化。KEGG代谢通路分析表明,主要响应中黑盲蝽取食的代谢通路包括倍半萜和三萜生物合成途径(40个,全部上调)、二萜生物合成途径(14上调,6下调)、异喹啉生物碱生物合成途径(14上调,5下调)、托品烷、哌啶和吡啶生物碱的生物合成途径(14上调,5下调)、苯丙烷生物合成途径(16上调,2下调)、单萜生物合成途径(10上调,5下调)、α-亚麻酸代谢途径(14上调,2下调),果糖和甘露糖代谢途径(6上调,8下调)。以上这些结果表明中黑盲蝽取食后,棉花体内多种具有潜在杀虫活性的代谢物含量显著上升,表现出防御反应。2.中黑盲蝽取食诱导后棉花蛋白组的变化及多组学联合分析。对中黑盲蝽取食48 h前后棉花的蛋白质组进行了系统分析,与对照相比,共鉴定出1569个差异蛋白,富集到35个代谢通路中,进一步通过代谢组和蛋白质组联合分析发现,α-亚麻酸代谢途径中17个蛋白酶表达量显著增加,仅有2个蛋白酶表达量降低,与该途径中14个代谢物含量显著增加对应;果糖和甘露糖生物合成途径中的19个蛋白酶表达量下调,仅有7个蛋白酶表现上调,与该通路中8个代谢物下调相对应。差异蛋白的编码基因的表达量分析表明,调控α-亚麻酸代谢途径的丙二烯氧化合酶基因(AOS)、磷脂酶A基因(PLA)、乙醇脱氢酶基因(ADH)、烯氧化环化酶基因(AOC)、12-氧苯二甲酸还原酶基因(OPR)的表达量可显著响应中黑盲蝽取食。3.取食不同食物中黑盲蝽唾液腺转录组的变化及潜在效应蛋白基因的鉴定。对取食不同食物的中黑盲蝽唾液腺进行转录组测序,共筛选出5类存在显著差异的蛋白酶基因,分别是胰蛋白酶基因、胰脂肪酶基因、多聚半乳糖醛酸酶基因、丝氨酸蛋白酶基因和丝氨酸毒蛋白酶基因。组织表达特异性分析表明,32个多聚半乳糖醛酸酶基因、3个丝氨酸蛋白酶基因、3个丝氨酸毒蛋白酶基因在中黑盲蝽唾液腺(SG)中特异性高表达,并且与其他组织之间存在极显著差异。通过信号肽预测及跨膜结构域分析,鉴定到11个含信号肽概率在99%以上的基因为潜在效应蛋白基因,包括9个多聚半乳糖醛酸酶基因、1个丝氨酸蛋白酶基因和1个丝氨酸毒蛋白酶基因。综上所述,中黑盲蝽取食诱导了棉花次生代谢反应,也同样引起棉花初生代谢产物发生变化,进一步分析表明棉花体内多种具有潜在杀虫活性的代谢物含量显著上升,表现出防御反应。联合分析表明α-亚麻酸代谢途径可能是棉花响应中黑盲蝽取食的关键代谢途径,其中关键基因AOS、PLA、ADH、AOC、OPR可显著响应中黑盲蝽取食。通过转录组分析及生物信息学分析鉴定到11个含信号肽概率在99%以上的基因为潜在效应蛋白基因。