蜕皮激素是昆虫体内最重要的激素之一,其功能发挥由蜕皮激素受体(ecdysone receptor, EcR)与超气门蛋白(ultraspiracle protein, USP)组成的异二聚体受体所介导,参与调控昆虫蜕皮、变态、神经系统修饰与重塑.、免疫、生殖、滞育、行为、社会性昆虫品级分化等多种生命活动。雌激素相关受体(estrogen-related receptor, ERR)属于孤儿核受体,参与调节果蝇发育过程中糖酵解途径,在代谢调控和生长发育中起重要作用。拟黑多刺蚁(Polyrhachis vicina Roger)是典型的完全变态社会性昆虫,生命周期经历卵、幼虫、蛹和成虫四个主要发育阶段。成虫各品级间具有明确的社会分工,具有广泛的多态现象和高度复杂的神经系统,是研究社会性昆虫生长发育、生理生化的良好材料。本研究以拟黑多刺蚁作为实验材料,通过荧光实时定量RT-PCR, western blot及免疫组织化学等技术方法对其体内EcR基因在蛋白质水平进行了定量与定位表达比较分析,并利用食物介导的RNAi(RNA interference, RNAi)技术探究了EcR和USP与ERR在蛋白质水平的相关性及其在拟黑多刺蚁生长发育中的作用。结果如下：1.利用western-blot对EcR蛋白在拟黑多刺蚁不同发育阶段、不同品级虫体的表达情况进行定量分析,结果表明EcR蛋白在拟黑多刺蚁发育过程中的表达具有时期特异性。在变态发育期,EcR蛋白在卵期表达最少,一龄幼虫期表达开始增高,到三龄和四龄幼虫期表达最高,而蛹期表达有所下降,这与转录水平的表达基本一致。在成虫羽化后,EcR蛋白在三个品级成虫中表达较三龄和四龄幼虫显著降低,三者中雌蚁表达最高,雄蚁次之,工蚁最少。EcR蛋白在不同发育阶段的差异性表达结果提示其在拟黑多刺蚁不同发育阶段所发挥的作用可能不同。2.利用免疫组织化学方法对EcR蛋白在拟黑多刺蚁不同品级成虫中的表达进行定位与定量分析,结果表明EcR蛋白在拟黑多刺蚁三个品级成虫体内的分布部位较为广泛,且表达水平呈现出明显的品级与组织差异性。在脑部,EcR蛋白在三个品级的蕈形体,尤其是蕈形体冠和Kenyon细胞中均有较强烈的阳性表达；雄蚁在视叶、中央复合体和食道下神经节中均有比工蚁和雌蚁相对明显的阳性信号(P<0.05)；工蚁在中脑(嗅叶)的阳性反应显著强于其它两个品级(P<0.05)；雌蚁在后脑的阳性反应则在三个品级中最弱。EcR在不同品级脑部的差异性表达结果提示其可能在三个品级中承担不同的功能,在不同脑组织的广泛分布暗示其可能在拟黑多刺蚁的神经系统修饰、学习记忆及行为活动中发挥重要作用。在胸部,EcR蛋白在三个品级的胸神经节中均有阳性表达,且呈现明显的品级特异性,工蚁中阳性反应最为强烈,雌蚁次之,雄蚁最弱,这种差异表达结果可能与各品级蚂蚁行为的复杂程度密切相关,在此EcR可能在拟黑多刺蚁胸部肌肉和足的运动过程中发挥关键功能。在腹部,EcR蛋白在三个品级的性腺中均有表达,阳性颗粒主要见于工蚁处于分化期与生长期的卵母细胞,雄蚁精母细胞、雄性附腺及储精囊,雌蚁处于分化期、生长期与卵黄形成期的卵母细胞、滤泡细胞及滋养细胞中。此外,在三个品级腹腔的脂肪体中也均有一定程度阳性信号的分布。根据EcR在三个品级性腺中的表达分布结果及已有的相关研究报道,推测EcR可能在拟黑多刺蚁性腺的发育及精卵发生等生命过程中发挥重要的作用。3.利用RNAi技术对拟黑多刺蚁特定发育阶段虫体EcR和USP基因进行沉默表达,利用qRT-PCR、western blot及免疫组织化学等方法检测相关基因的表达情况,以探究EcR、USP与ERR的功能相关性,结果如下：(1)设计引物并通过RT-PCR分别扩增出了EcR、USP及GFP DNA片段,分别为451bp、646bp、438bp,并以此为模板分别合成用于RNAi的EcR、USP及GFP dsRNA,并将EcR、USP dsRNA片段用300mM蔗糖溶液分别稀释至浓度为15ng/ul和10ng/ul, GFP dsRNA浓度与EcR和USP dsRNA浓度相同。(2)用饲喂法将dsRNA溶液导入拟黑多刺蚁工蚁体内,连续处理12天,每3天对mRNA和蛋白质进行一次提取。结果表明,EcR mRNA和蛋白质在干扰后的第3天、第6天及第12天均出现明显的表达下调,而USP mRNA在所有检测点均出现明显的表达下调。EcR-RNAi后的第3天和第12天ERR在蛋白质水平出现明显的下调,而USP-RNAi组仅在干扰后的第9天ERR在蛋白质水平出现明显的下调。这些说明工蚁体内EcR和USP对ERR的表达均有一定的调控作用,且表现出与发育时期和干扰效率相关。(3)免疫组化结果显示,拟黑多刺蚁工蚁经EcR-RNAi后,EcR蛋白在脑部蕈形体柄、中央复合体及中脑的阳性反应明显降低,在腹腔的脂肪体中阳性表达也有一定程度的下调；ERR蛋白在脑部的Keyon细胞、p叶及中脑的阳性反应明显减弱,在蕈形体冠和中央复合体中也有一定程度的降低。这些表明EcR对ERR的表达有调节作用,且具有组织特异性。(4)用浸润法将dsRNA溶液涂于拟黑多剌蚁四龄幼虫和蛹的外表皮,连续处理12天,之后对mRNA及蛋白质进行提取,结果表明,EcR和USP mRNA均在干扰后的四龄幼虫中出现明显的下调,而在蛹期均无明显的沉默效果。在四龄幼虫中,EcR-RNAi处理组EcR和ERR在蛋白质水平的表达同对照组相比均无统计学显著性差异变化,这可能与干扰效率不足有关,而USP-RNAi处理组ERR在蛋白质水平的表达则出现显著的下调,表明在四龄幼虫中USP对ERR的表达有调控作用。本研究首次在蛋白质水平对拟黑多刺蚁体内EcR蛋白进行了系统的定量与定位研究,同时成功地利用蔗糖溶液介导的RNAi探究了EcR、USP与ERR的表达相关性及其对拟黑多刺蚁生长发育的调节作用,研究结果可为拟黑多刺蚁及其它昆虫的生理生化研究提供理论基础。