Wolbachia是Hertige和Wolbach于1924年首次发现的一类胞内共生菌，它广泛存在于节肢动物和丝状线虫的体内。目前发现，全球感染Wolbachia的昆虫种类约占昆虫总种类的66％。Wolbachia主要存在于宿主的生殖系统中，它能通过多种方式来操纵宿主的生殖，引起宿主的生殖异常，如诱导精卵细胞质不亲和(CI)、孤雌生殖(PI)、雌性化和杀雄。其中，CI是由Wolbachia引起的一种最普遍的表型，即感染Wolbachia的雄性宿主与未感染的雌性宿主，或者与感染不同品系Wolbachia的雌性宿主交配后，受精卵孵化率很低甚至为零。但感染Wolbachia的雌性宿主与未感染或感染同种Wolbachia的雄性宿主交配后的胚胎能够正常发育。尽管目前对于Wolbachia的研究较多，但是有关CI作用的分子机制依然没有明确。　　本研究组前期以感染Wolbachia的黑腹果蝇(DmelwMel)和去除Wolbachia的黑腹果蝇(DmelT)的三龄幼虫精巢为研究对象，采用microarray技术筛选出DmelwMel和DmelT精子发生早期差异性表达的基因，其中表达差异性至少1.5倍的基因有296个。本实验从这296个基因中挑选出2个表达下调的基因，CG8189(ATPsyn-b)和CG17934-RA(Mst84Db)进行研究。　　首先，我们通过定量RT-PCR(qRT-PCR)技术对ATPsyn-b的表达特性进行体内验证，结果表明，与未感染果蝇的三龄幼虫精巢相比，Wolbachia感染的果蝇三龄幼虫精巢中ATPsyn-b的表达量显著下调(P＜0.01)，这与基因芯片技术分析的结果一致。为进一步研究ATPsyn-b的功能以及与Wolbachia诱导产生的CI之间的联系，我们又检测了正常未感染果蝇DmelT各发育阶段ATPsyn-b的表达情况，发现该基因在胚胎期、幼虫期及蛹期的表达量都很低，到成蝇阶段，其表达量显著升高(P＜0.01)，且存在雌雄表达差异，即雄蝇中的表达量极显著性高于同日龄雌蝇的表达量(P＜0.01)。该结果提示，ATPsyn-b可能与雄果蝇特殊的繁殖功能有关。为深入研究ATPsyn-b的功能，我们在体外合成该基因的双链RNA(dsRNA)，采用显微注射的方法，探究ATPsyn-b敲降对雄果蝇繁殖力的影响。我们将dsRNA注射到5-6d的DmelT雄果蝇体内，以注射RNase-free水作为对照组，分时间点检测注射后ATPsyn-b基因的表达水平。结果发现，实验组注射后各时间点(24h、48h、72h、96h)的基因表达水平均发生一定幅度下调。将注射后不同时间点的雄果蝇与正常的DmelT雌果蝇交配，统计后代的孵化率，结果发现，注射后72小时的实验组胚胎孵化率较对照组显著降低(P＜0.01)，说明ATPsyn-b敲降后严重降低了雄果蝇的繁殖力。已有研究表明，基因ATPsyn-b参与氧化磷酸化，作为ATPase的一部分与其他ATPase组成功能单位一起为生物体供能。而果蝇的精子发生是一个耗能的过程，因此推测，该基因可能与精子的发生有关，ATPsyn-b基因表达产物减少可能影响了精子发生，因而降低了雄果蝇的繁殖力。目前，我们已经购买到CG8189的RNAi转基因品系，通过UAS-Gal4系统已经得到该基因敲降的果蝇，正在用该果蝇继续验证该基因敲降对雄果蝇繁殖的影响，其作用机制正在进一步研究中。　　本研究组前期通过qRT-PCR技术和原位杂交实验发现，Wolbachia感染引起果蝇早期精巢中CG17934-R4(Mst84Db)表达下调，与microarray的结果一致。前期研究结果还发现，对4-6d的雄蝇注射Mst84Db的dsRNA后，Mst84Db基因的表达水平发生显著下调。将基因敲降后的雄果蝇与DmelT雌果蝇交配后，发现注射后72小时的实验组胚胎孵化率较对照组显著降低，说明Mst84Db敲降后严重降低了雄果蝇的繁殖力。本研究采用胚胎DAPI(4，6-二脒基-2-苯基吲哚，4，6-diamidino-2-phenylindole)染色的方法，探究导致Mst84Db基因敲降的雄蝇与正常雌蝇交配后的胚胎死亡的原因。我们对胚胎孵化率降低极显著时期（即注射后72小时）的实验组早期胚胎进行DAPI染色，发现部分胚胎细胞核分裂不同步，且有染色质间桥出现，这与CI胚胎中的细胞学表型一致。已有细胞学研究表明，CI胚胎在第一次核分裂时就呈现异常表型，由于雌雄性原核发育时间不一致，雄性原核的核膜破裂时间要晚于雌性原核，这就使得父本的染色体分离异常，有丝分裂后期出现染色质间桥的结构，最终形成非整倍染色体组的胚胎，导致胚胎无法正常发育。由于已有资料显示，Mst84Db在雄性生殖系中特异表达，且与精子移动有关。因此，Wolbachia感染可能通过抑制精子发生过程中Mst84Db基因的转录，从而使精子正常结构和功能发生异常，引起精核进入卵子后发育迟缓，最终导致与雌性原核发育不同步，胚胎发生死亡。　　本研究主要采用RNA干扰(RNAi)的方法，研究ATPsyn-b和Mst84Db基因在雄果蝇繁殖过程中的相关功能，该研究不仅可以为Wolbachia诱导宿主产生CI的分子机制研究及共生菌与其宿主间的相互作用关系研究提供新思路，为未来应用这种新型环境友好型细菌进行生物防治提供广阔的前景，而且可以为探究动物早期精子发生机制的研究及人类男性不育症的机理研究提供新的线索。