昆虫嗅觉是一种高度特异和敏感的化学检测系统，可识别环境中特异的气味分子，在寻找食物、配偶和产卵地等过程中起着重要作用。触角是昆虫最重要的外周嗅觉器官，分布有大量的感受器。触角感受器内有大量的嗅觉蛋白和气味降解酶，是昆虫识别气味分子的重要基础。昆虫的嗅觉反应可大致归纳为：外界环境中亲脂性的气味分子可以通过嗅觉感器的微孔进入亲水性的感器淋巴液,经感器淋巴液中的气味结合蛋白（odorant-binding proteins,OBPs）结合并运转到位于神经元膜上的嗅觉受体（olfactory receptors,ORs），嗅觉反应被激活,随后这些气味分子被感器淋巴腔或支持细胞中的气味降解酶（odorant-degrading enzyme,ODE）降解，以保持嗅觉的灵敏性。　　约5000年前，家蚕（Bombyx mori）由野桑蚕（B.mandarina）驯化而来，历经长期的人工驯化，家蚕与野桑蚕在行为和生理上都表现出了一定的差异，比如体色和蚕蛾个体的大小等。事实上，除了显而易见的性状外，驯化过程也影响了蚕蛾的嗅觉神经生理响应，已有研究发现家蚕对环境气味分子的嗅觉反应已大大降低。近年来，家蚕的全基因组测序的完成和大量嗅觉相关蛋白数据的公布，为研究驯化对家蚕嗅觉感受影响的分子机制奠定了基础。本文基于前人研究的基础上，利用转录组技术分析家蚕和野桑蚕雌/雄触角转录组，鉴定差异表达的嗅觉相关基因，并结合家野蚕重测序基因组数据鉴定受选择基因的嗅觉基因和分子群体进化，揭示驯化对家蚕嗅觉系统的影响。所得主要结果如下：　　1.家蚕和野桑蚕触角转录组的比较分析　　利用RNA-seq方法对家蚕和野桑蚕的成虫触角进行转录组测序，质控分析后，我们总共得到转录组的有效碱基数为61.2Gb，将其与家蚕参考基因组比对和组装，共获得22768基因，其中16904基因有表达信号。其中9个基因在家蚕和野桑蚕中呈极度高的表达水平（FPKM>10000），这些基因主要是编码嗅觉感知和化学感受的蛋白，如BmPBP1、BmGOBP2和BmABPX都是结合性信息素的相关气味结合蛋白。我们对嗅觉相关基因进行了鉴定，基于前人对嗅觉相关基因在家蚕基因组中的注释信息，我们在触角转录组中新鉴定2个气味结合蛋白、7个气味受体、5个离子受体、一个羧酸酯酶以及一个细胞色素P450。我们对四个样本的6个比较组差异表达基因进行统计，共获得2109个。所有差异表达基因GO富集显示：有大量与嗅觉感知相关的GO term被显著富集。本研究重点关注了家蚕与野桑蚕同一性别间的差异表达基因，D_FvsW_F和D_MvsW_M比较组的差异表达基因分别为1173和1410个。两组比较鉴定出嗅觉基因和气味降解酶差异表达基因分别为30和19个，其中野桑蚕上调表达的嗅觉基因19个，编码气味降解酶的基因有14个。结果表明家蚕中下调的嗅觉相关基因要远远多于野桑蚕，这可能是家蚕相对野桑蚕嗅觉灵敏度显著降低的重要原因。　　2.基于群体基因组数据对差异表达的嗅觉基因进化分析　　基于本实验室已经测序获得的8个家蚕品系和7个地域野桑蚕高质量的重测序基因组数据，我们对家蚕与野桑蚕同一性别间呈现差异表达的OBPs和ORs基因进行了群体遗传分析。利用DnaSP软件对差异表达嗅觉基因的π、θπ和Tajima’s D等遗传参数进行计算，发现上述嗅觉基因在家蚕中的进化速率低于野桑蚕。利用SIFT软件对家蚕和野桑蚕特有的非同义突变位点进行耐受性分析，发现家蚕OR30和OR57的2个多态性非同义替换分别导致的316氨基酸位点和的220氨基酸位点的突变是有害的。事实上，家蚕OBPs和ORs的非同义突变明显少于野桑蚕，而在家蚕中却积累了这些有害突变，这可能是家蚕嗅觉反应降低的另一重要原因。　　综上所述，基于家蚕和野桑蚕触角转录组数据分析，本研究鉴定了家蚕与野桑蚕桑蚕相同性别间呈差异表达的嗅觉基因和气味降解酶基因，分别为30和19个，其中野桑蚕上调表达的嗅觉相关基因要远多于家蚕，这可能是家蚕嗅觉反应下降的重要原因之一。虽然家蚕OBPs和ORs的非同义突变要少于野桑蚕，但是野桑蚕在野外环境下为保证嗅觉高度敏感而能够清除有害突变，家蚕在室内环境对嗅觉依赖度低从而积累了一定的有害突变。本研究初步揭示了驯化导致家蚕嗅觉退化的分子基础，为阐明其分子机理提供了可靠的候选基因，具有重要的理论和实践价值。