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粘虫Mythimnaseparata隶属于昆虫纲(Insecta)，鳞翅目(Lepidoptera)，夜蛾科(Noctuidae)，是一种典型的季节性迁飞型害虫，也是严重危害我国玉米、水稻和小麦三大粮食作物生产安全的害虫。
种群密度影响昆虫的变态发育、生理和行为特征。种群密度不同，粘虫幼虫的觅食行为和成虫的迁飞特性随之产生差异。已有研究表明，1头/瓶粘虫为散居型，10头/瓶为群居型，群居型幼虫比散居型取食更积极，发育成的成虫更倾向于迁飞。PKA为cAMP依赖性蛋白激酶，已有研究表明PKA在蜜蜂、果蝇等昆虫的觅食行为中扮演重要角色。那么，PKA基因是否调控粘虫觅食行为需要进一步验证。因此，本实验依据候选基因法，探讨PKA基因对两种生活型粘虫幼虫觅食行为和成虫迁飞特性的影响，旨在为昆虫觅食行为和迁飞特性的分子机制研究提供基础数据，为粘虫生物防治技术提供新的实验依据。
本研究运用了RT-qPCR技术，建立了PKA基因3个亚基在两种生活型(散居型和群居型)粘虫头部不同发育阶段的表达模式，并利用RNA干扰技术对PKA基因功能进行验证。
1.PKA基因3个亚基在两种生活型不同发育阶段粘虫头部表达模式的建立。运用RT-qPCR技术建立了PKA基因3个亚基在两种生活型不同发育阶段粘虫头部的表达模式。结果表明，在幼虫中，PKA基因3个亚基在两种生活型粘虫头部表达呈显著性差异(P＜0.05)。群居型PKA基因3个亚基的表达量显著低于散居型(P＜0.05)。且PKA基因3个亚基表达量随幼虫的发育呈下降趋势，4龄幼虫表达量最高，5龄幼虫次之，6龄幼虫最低；在成虫中，群居型PKA基因3个亚基表达量显著高于散居型(P＜0.05)，且PKA基因3个亚基表达量随天数的增加均呈上升趋势，羽化后第1天表达量最低，第2天显著增加，第3天最高。
2.PKA基因在粘虫幼虫和成虫头部的沉默效果验证。将体外合成的目的基因dsRNA分别注入4龄幼虫和1日龄成虫体内，干扰PKA基因的mRNA水平。实验设置空白对照组、阴性对照组和实验组。注射剂量为5μg/头，体积为8μL/头。运用RT-qPCR技术检测48h后PKA基因在幼虫和成虫头部的沉默效果。实验结果表明，在幼虫中，与其它对照组相比，实验组PKAc和PKAr1的表达量均显著降低(P＜0.05)。在成虫中，实验组雌雄虫的PKAc表达量均显著低于阴性对照组(P＜0.05)。这表明干扰有效抑制了粘虫头部PKA基因的表达。
3.PKA基因对粘虫幼虫觅食行为的影响。实验设置生理盐水组、阴性对照组和实验组。将体外合成的目的基因dsRNA注入幼虫体内，注射时间为4龄第3天，注射剂量为5μg/头，体积为8μL/头。5龄第2天检测幼虫的觅食行为，探究PKA基因对幼虫觅食行为的影响。实验结果表明，注射PKAc-dsRNA和PKAr1-dsRNA实验组的进食时间、进食后原地滞留时间、运动时间、运动中滞留时间和运动中转向频率均显著高于对照组(P＜0.05)。注射PKAc-dsRNA和PKAr1-dsRNA实验组之间觅食行为无显著差异。
4.PKA基因对成虫的迁飞特性和甘油三酯含量的影响。在幼虫中，设置阴性对照组和实验组。将体外合成的目的基因dsRNA注入幼虫体内，注射时间为4龄第3天，注射剂量为5μg/头，体积为8μL/头，检测3日龄成虫的迁飞特性和甘油三酯含量。在成虫中，注射时间为羽化第1天，其它实验条件与幼虫阶段干扰一致，检测3日龄成虫的迁飞特性。实验结果表明，幼虫阶段干扰的实验组中，与对照组相比，实验组成虫的飞行能力呈下降趋势(p＞0.05)；实验组雌雄虫的甘油三酯含量均低于对照组成虫，但差异不显著(p＞0.05)。成虫阶段干扰的实验组中，实验组成虫的飞行能力也呈下降趋势(p＞0.05)。由此表明，PKA基因可以影响成虫的迁飞特性。但在幼虫阶段干扰PKA基因的表达，对成虫甘油三酯含量没有显著的影响。
综上所述，本研究阐明了粘虫PKA基因在两种生活型粘虫不同发育阶段的表达模式，揭示了PKA基因在粘虫幼虫觅食行为和迁飞特性中的作用，为研究粘虫迁飞分子机制奠定了基础，为粘虫综合防治机制提供了新的实验依据。
种群密度影响昆虫的变态发育、生理和行为特征。种群密度不同，粘虫幼虫的觅食行为和成虫的迁飞特性随之产生差异。已有研究表明，1头/瓶粘虫为散居型，10头/瓶为群居型，群居型幼虫比散居型取食更积极，发育成的成虫更倾向于迁飞。PKA为cAMP依赖性蛋白激酶，已有研究表明PKA在蜜蜂、果蝇等昆虫的觅食行为中扮演重要角色。那么，PKA基因是否调控粘虫觅食行为需要进一步验证。因此，本实验依据候选基因法，探讨PKA基因对两种生活型粘虫幼虫觅食行为和成虫迁飞特性的影响，旨在为昆虫觅食行为和迁飞特性的分子机制研究提供基础数据，为粘虫生物防治技术提供新的实验依据。
本研究运用了RT-qPCR技术，建立了PKA基因3个亚基在两种生活型(散居型和群居型)粘虫头部不同发育阶段的表达模式，并利用RNA干扰技术对PKA基因功能进行验证。
1.PKA基因3个亚基在两种生活型不同发育阶段粘虫头部表达模式的建立。运用RT-qPCR技术建立了PKA基因3个亚基在两种生活型不同发育阶段粘虫头部的表达模式。结果表明，在幼虫中，PKA基因3个亚基在两种生活型粘虫头部表达呈显著性差异(P＜0.05)。群居型PKA基因3个亚基的表达量显著低于散居型(P＜0.05)。且PKA基因3个亚基表达量随幼虫的发育呈下降趋势，4龄幼虫表达量最高，5龄幼虫次之，6龄幼虫最低；在成虫中，群居型PKA基因3个亚基表达量显著高于散居型(P＜0.05)，且PKA基因3个亚基表达量随天数的增加均呈上升趋势，羽化后第1天表达量最低，第2天显著增加，第3天最高。
2.PKA基因在粘虫幼虫和成虫头部的沉默效果验证。将体外合成的目的基因dsRNA分别注入4龄幼虫和1日龄成虫体内，干扰PKA基因的mRNA水平。实验设置空白对照组、阴性对照组和实验组。注射剂量为5μg/头，体积为8μL/头。运用RT-qPCR技术检测48h后PKA基因在幼虫和成虫头部的沉默效果。实验结果表明，在幼虫中，与其它对照组相比，实验组PKAc和PKAr1的表达量均显著降低(P＜0.05)。在成虫中，实验组雌雄虫的PKAc表达量均显著低于阴性对照组(P＜0.05)。这表明干扰有效抑制了粘虫头部PKA基因的表达。
3.PKA基因对粘虫幼虫觅食行为的影响。实验设置生理盐水组、阴性对照组和实验组。将体外合成的目的基因dsRNA注入幼虫体内，注射时间为4龄第3天，注射剂量为5μg/头，体积为8μL/头。5龄第2天检测幼虫的觅食行为，探究PKA基因对幼虫觅食行为的影响。实验结果表明，注射PKAc-dsRNA和PKAr1-dsRNA实验组的进食时间、进食后原地滞留时间、运动时间、运动中滞留时间和运动中转向频率均显著高于对照组(P＜0.05)。注射PKAc-dsRNA和PKAr1-dsRNA实验组之间觅食行为无显著差异。
4.PKA基因对成虫的迁飞特性和甘油三酯含量的影响。在幼虫中，设置阴性对照组和实验组。将体外合成的目的基因dsRNA注入幼虫体内，注射时间为4龄第3天，注射剂量为5μg/头，体积为8μL/头，检测3日龄成虫的迁飞特性和甘油三酯含量。在成虫中，注射时间为羽化第1天，其它实验条件与幼虫阶段干扰一致，检测3日龄成虫的迁飞特性。实验结果表明，幼虫阶段干扰的实验组中，与对照组相比，实验组成虫的飞行能力呈下降趋势(p＞0.05)；实验组雌雄虫的甘油三酯含量均低于对照组成虫，但差异不显著(p＞0.05)。成虫阶段干扰的实验组中，实验组成虫的飞行能力也呈下降趋势(p＞0.05)。由此表明，PKA基因可以影响成虫的迁飞特性。但在幼虫阶段干扰PKA基因的表达，对成虫甘油三酯含量没有显著的影响。
综上所述，本研究阐明了粘虫PKA基因在两种生活型粘虫不同发育阶段的表达模式，揭示了PKA基因在粘虫幼虫觅食行为和迁飞特性中的作用，为研究粘虫迁飞分子机制奠定了基础，为粘虫综合防治机制提供了新的实验依据。