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摘要棉铃虫和烟青虫2种同域、近缘、食性有差异的味觉基因在受体数量和特异性层面的对比分析，揭示食性的差异的可能机制、物种形成过程中两种昆虫化学通讯系统进化的可能的分子机制。<br>　　分析已验证的功能味觉基因，发现同源基因相似性上一般小于33％，且多序列比对没有共同的基因基序，很难通过简并引物进行克隆。基于此本课题从转录组数据出发，通过分析得到可能的味觉基因，继而可以通过快速扩增末端技术(RACE)得到基因的全长，通过非洲爪蟾卵母细胞异源表达系统相应的味觉基因，然后通过免疫荧光原位杂交技术对味觉受体mRNA进行定位，从而揭示其功能及感器位置。其主要获得结果如下:<br>　　1)棉铃虫和烟青虫的Gr分布<br>　　通过测序棉铃虫的17个组织，烟青虫的11个组织，和NCBI已发表的数据，我们成功鉴定了260个味觉受体。而在外周组织中表达的受体有190个，其中棉铃虫160个，烟青虫111个。棉铃虫特异受体有79个，烟青虫特异受体有30个。棉铃虫有2个特异的糖受体，烟青虫无特异糖类受体，两者共同表达的有4个，分别为Gra，Grb，Grc和Grd。两姊妹物种在二氧化碳受体两者之间没有差异，均是3个受体（Gr1，Gr2和Gr3）;两姊妹物种在苦味基因数量上差异巨大，棉铃虫和烟青虫分别为77个和30个特异基因。<br>　　通过各个组织表达量的差异，和味觉受体的组合发挥功能模式，提出可能解决味觉受体组合问题的合理模型，为味觉受体功能研究提供一定的基础。<br>　　2)棉铃虫下唇须中二氧化碳受体的功能研究<br>　　棉铃虫利用二氧化碳检测植物的健康状况，寻找食物或者产卵。棉铃虫下唇须中，拥有特异感受CO2的感器。对于双翅目果蝇和蚊子而言，感受二氧化碳的分子基础已经比较清楚，但是鳞翅目中感受二氧化碳的分子机制还不清楚。通过本研究，我们首先检查了已发表的假定棉铃虫CO2受体HarmGr1，HarmGr2和HarmGr3，然后分析了他们的表达模式。RT-PCR结果证实，他们在成虫的下唇须中表达量最高。这样，我们利用原位杂交定位其在下唇须中的位置信息。我们发现这三个基因是共表达在下唇须的一个细胞中的。随后，我们利用非洲爪蟾卵母细胞表达系统和双电机电压钳技术研究其功能。结果显示只有共表达HarmGr1和HarmGr3以及HarmGr1+HarmGr2+HarmGr3的细胞能够感受NaHCO3。最终，我们利用单感器记录技术确认在雄性和雌性的下唇须都显示对CO2都用浓度梯度依赖性。我们的工作揭示，棉铃虫下唇须中的HarmGr1和HarmGr3对感受CO2是不可或缺和充分的。<br>　　3)棉铃虫喙中蔗糖受体的功能分析<br>　　棉铃虫成虫嗜食植物的花蜜。蔗糖是花蜜中的主要成分，对棉铃虫取食有很强的刺激作用。在棉铃虫成虫的喙分布有大量感受蔗糖的感器。我们通过对棉铃虫和烟青虫喙的转录组分析，获得喙中表达的4个糖类受体基因(Gra，Grb，Grc和Grd)。应用非洲爪蟾卵母细胞表达系统和双电极电压钳记录对这4味觉受体及其组合进行了功能分析，发现蔗糖、葡萄糖、半乳糖能够激发HarmGra+HarmGrb组合的电位反应，剂量曲线呈浓度依赖的“S”型，其EC50为0.1055M。RT-PCR结果证实，两个受体在成虫的喙中表达最高、其次的，前足跗节、触角和幼虫的下颚须中表达量。随后，我们利用荧光原位杂交方法对两个基因在喙和前足跗节中的表达进行定位，发现两个Gr共表达在同一个神经元中。我们的工作揭示，HarmGra和HarmGrb是棉铃虫感受蔗糖不可或缺和足够的两个味觉受体。