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全球变暖加剧了外来物种的入侵过程,而较强的表型可塑性是入侵物种能够迅速在新环境中成功定殖并扩散暴发的主要因素。烟粉虱（Bemisia tabaci）是一种世界性的杂食性入侵害虫,具有很强的繁殖力和广泛的寄主范围。目前认为,烟粉虱是一个包含至少36个隐种的物种复合种,我国有15个烟粉虱隐种,包括13个本地种和2个入侵种。其中MED隐种于2003年在我国云南首次发现,用了不到10年时间便广泛入侵到我国除宁夏以外的所有省份,并广泛取代了另一入侵种MEAM1隐种和本地种AsiaⅡ3隐种,占据优势地位。本地种AsiaⅡ3隐种主要分布在我国的中南部地区如广西、台湾、湖南、浙江、湖北等地区。烟粉虱MED隐种能迅速成为一种全球性的入侵害虫主要归因于其强大的快速生态适应性机制,尤其是对广泛生境内温度胁迫的耐受性机制。前期研究表明表观遗传机制比遗传机制能更快的响应温度胁迫,并在外来生物入侵过程中响应环境诱导的表型变异中起主导调控作用。DNA甲基化和miRNA等是表现遗传调控的主要机制,且研究表明DNA甲基化是和miRNA参与生物体的表型可塑性以及温度胁迫响应的调控过程。前期的研究也已证实DNA甲基化与烟粉虱的温度耐受性密切相关。因此为了探究烟粉虱入侵种MED隐种和本地种AsiaⅡ3隐种在响应温度胁迫时产生的温度耐受性差异的表观遗传学机理,本研究从DNA甲基转移酶和miRNA的角度出发,一方面,通过RACE技术克隆得到烟粉虱Dnmts基因的全长并进行生物信息学分析,然后通过实时荧光定量PCR、原位杂交和蛋白质印迹法等技术,明确了 Dnmts在两个烟粉虱隐种中的分布、定位及表达模式,检测了高低温胁迫后两个烟粉虱隐种的Dnmts的转录水平和蛋白水平的表达模式,并结合RNAi验证了 Dnmts在两个烟粉虱隐种温度耐受性中的功能,明确Dnmts在烟粉虱温度耐受性的作用。另一方面,对两个烟粉虱隐种在高低温处理后的样本进行mRNA/miRNA测序及联合分析,鉴定出了两个烟粉虱隐种中与温度密切相关的通路,并挖掘出了导致烟粉虱不同隐种温度耐受性差异的miRNA及其靶基因。最终揭示了烟粉虱在应答温度胁迫时的表现遗传学机理,为进一步探明烟粉虱成功入侵机制提供分子证据。获得的主要结果和结论如下:（1）烟粉虱Dnmts基因的克隆及表达量分析利用RACE技术克隆得到了 MED和AsiaⅡ3隐种的Dnmt2和Dnmt3基因的全长cDNA 序列,并将其命名为 MED-BtDnmt2、AsiaⅡ3-BtDnmt2、MED-BtDnmt3、AsiaⅡ3-BtDnmt3;对它们的氨基酸序列、结构和系统发育分析发现,MED-BtDnmt2和AsiaⅡ3-BtDnmt2蛋白的氨基酸序列相似性高达99.04%,且都具有典型的DNA甲基转移酶家族C端催化结构域特征。MED-BtDnmt3和AsiaⅡ3-BtDnmt3蛋白的氨基酸序列相似性高达93.02%,N端调节区的保守性较低,但C端的催化结构域高度保守,且含有6个高度保守甲基转移酶位点。结合前期的研究工作,表明烟粉虱体内含有一套完整的DNA甲基转移酶体系,即分别含有一个Dnmt1、Dnmt2和Dnmt3。Dnmt1和Dnmt3基因在两个烟粉虱隐种的不同组织和发育阶段皆有转录表达,且在腹部和成虫期表达量达到最高,原位杂交结果显示Dnmt1和Dnmt3主要集中在腹部靠近生殖部位区域。定量与蛋白的结果显示,Dnmt1和Dnmt3在MED隐种雌虫的表达量均高于雄虫,而AsiaⅡ3隐种中则为雄虫的表达量高于雌虫。此外Dnmt1在AsiaⅡ3隐种中的表达量显著高于MED隐种,但Dnmt3的表达量则是MED隐种显著高于AsiaⅡ3隐种。说明Dnmt1和Dnmt3在烟粉虱体内的表达具有组织差异性和性别差异性且功能可能存在分化。我们推测入侵种MED隐种中Dnmt3的表达量的升高可能与其响应环境胁迫诱导的表型可塑性及适应性相关。（2）烟粉虱Dnmts在温度耐受性中的作用及功能分析为了更深入的了解Dnmts在烟粉虱温度耐受性中的作用,本研究对Dnmts在高低温胁迫后的表达进行了检测分析。结果显示,虽然高温胁迫后MED隐种Dnmt1的表达水平变化波动较小,但RNAi后MED隐种雌成虫的存活率及耐受能力均降低。而高温胁迫后MED隐种雌虫体内的Dnmt3的转录和蛋白水平均显著升高,AsiaⅡ3隐种则有所下降。同时RNAi后MED隐种雌雄虫的存活率及耐受能力也均存在显著的降低且变化差异比Dnmt1更显著,AsiaⅡ3隐种则无显著差异。我们推测Dnmt1可能在烟粉虱的温度耐受性中起一定的作用,Dnmt3是参与调控入侵种MED隐种的温度耐受性的关键基因之一,它能通过提高入侵种MED隐种的温度耐受性来增强其生态适应性。（3）不同温度胁迫下MED与AsiaⅡ3的mRNA深度测序通过Illumina测序平台对MED和AsiaⅡ3隐种成虫高低温处理组（31℃和21℃）与对照组（26℃）进行了转录组测序。与参考基因组比对后得到20748条序列,并将相关基因进行了注释和富集分析。对差异基因进行筛选发现,MED隐种高温组存在335个差异表达基因,低温组有244个差异表达基因。AsiaⅡ3隐种高温组有3394个差异表达基因,低温组有3969个差异表达基因。其中MED隐种特有的上调表达基因有234个,下调表达基因有122个。AsiaⅡ3隐种特有的上调表达基因有1626个,下调表达基因有2060个。KEGG富集分析显示,两个烟粉虱隐种差异表达基因主要集中在代谢过程、有机体系统和环境信号处理途径。其中两个烟粉虱隐种共有的差异表达基因显著富集的通路有嘧啶和嘌呤代谢、蛋白质在内质网的加工、PI3K-Akt信号通路和MAPK信号通路以及溶酶体。MED隐种特有的上调表达基因主要富集在抗原加工与提呈通路、淀粉和蔗糖代谢通路、半乳糖代谢通路,表明富集在这些通路上的基因可能是导致MED隐种温度耐受性强于AsiaⅡ3隐种的重要基因。本研究获得了与烟粉虱两个隐种温度耐受性差异相关的基因及其参与的代谢通路,为后续miRNA的分析及温度耐受性的分子机制研究奠定了基础。（4）不同温度胁迫下MED与AsiaⅡ3的miRNA深度测序本研究构建了 MED与AsiaⅡ3隐种在高低温处理组及对照组的miRNA文库,并结合第四章的转录组数据进行联合分析。经测序共鉴定了 26个已知的miRNAs和85个新的miRNAs。差异分析显示,MED隐种高温组有24个差异表达miRNAs,低温组有4个差异表达miRNAs。AsiaⅡ3隐种中高温组有25个差异表达miRNAs,低温组有25个差异表达miRNAs。两个烟粉虱隐种不含有共同上调或下调表达的miRNAs。通过与转录组的联合分析,进行了靶基因预测和注释、并筛选出可能与温度胁迫相关的靶基因及miRNAs。我们推则MED隐种高温处理组三个特异上调表达miRNAs（miR-2796、novel95和novel13）和三个特异下调表达 miRNAs（miR-8、miR-13a和novel31）可能是导致MED隐种和AsiaⅡ3隐种温度耐受性差异的重要因素之一。本研究为深入研究烟粉虱温度耐受性相关基因和miRNA提供了方向和目标。综上所述,本文围绕DNA甲基转移酶、基因转录与miRNA表达水平,对MED隐种和AsiaⅡ3隐种的温度耐受性的表观遗传机制展开了研究,明确了 DNA甲基转移酶在温度耐受性的作用及功能,并对miRNA可能的作用进行了探讨。本研究加深了对MED隐种的温度适应性表观遗传机制的了解,为以后研究入侵昆虫温度诱导的可塑性和表观遗传之间的关系奠定了基础。