害虫暴发成灾的遗传与行为机理.docx

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害虫暴发成灾的遗传与行为机理

一、关键科学问题及研究内容

基于国家重大需求和学科前沿，本项目以水稻、棉花和蔬菜等作物的重大害虫为研究对象，围绕上述关键科学问题，从基因-个体-种群-生态系统等不同层次，开展以下3个方面的研究：

1、昆虫发育变态的遗传基础

过去有许多工作围绕昆虫发育与变态，激素控制发育与变态的框架已经形成，可是对应答激素的基因如何发挥作用知之甚少，分子机制尚不清楚。

例如相关的基因如何形成一个调节网络？

上游基因如何和中下游基因形成紧密联系的级联反映？

最近发觉的小分子RNA如何调节基因表达？

表达的蛋白如何通过修饰引发功能的改变？

一个基因如何通过mRNA拼接发挥多个生物学调节功能？

因此，昆虫变态发育的遗传基础着重研究害虫的发育、变态和生物节律，阐明调节发育、变态、生物节律的关键基因功能及其基因调节网络。

这一系列的紧迫科学问题的解决，伴随分子机制的解析，将为寻觅害虫防治的靶标基因奠定了基础。

2、害虫种群暴发的行为遗传机制

基于前期的研究功效，飞蝗型变相关的基因表达谱已经明晰，与神经调控相关的基因功能取得了鉴定，并证明了表观遗传学机制的存在，为进一步的研究指明了方向。

但详细的飞蝗两型转变行为遗传机制还有待进一步研究。

例如，小RNA的转录组研究表明两型间存在表达不同，暗示了表观遗传学机制在飞蝗型变中起到调控作用。

但是，它们是如何调控型变的？

涉及到哪些特征的调控？

其它的表观遗传学机制，是不是也参与了型变的调控，如DNA甲基化和组蛋白乙酰化等？

这些问题尚不清楚。

而且，迁飞行为是种群暴发的重要特征，那个进程中环境因子也起到了必然的作用。

基于上述分析，本项目拟利用组学的手腕（转录组、蛋白质组、代谢组等）大规模挑选与聚群和迁飞行为相关的基因、蛋白和小RNA和表观调控机制，拟详细研究集群行为相关的神经调控机制，增强迁飞行为相关的诱发因子、定向机制和能量代谢机制的研究内容，开展型变的表观遗传学机制研究，和种群密度对行为可塑性的影响机制等。

通过这些研究，能够在前期研究的基础上，更深切地阐释害虫种群暴发的行为遗传机制，为害虫行为调控提供有效的靶标基因。

3、害虫对关键生态因子和食物网内信号物质的适应机理

环境中的非生物和生物因子是害虫发生的外因。

所以，一方面着重研究害虫对温度转变、温室气体升高等自然环境和杀虫剂利用等人为环境转变的行为与遗传学的适应性进化，揭露环境转变对害虫生理、生态适应的分子机制，阐明自然和人为环境转变诱导害虫暴发成灾的机理；另一方面以害虫为核心，深切研究害虫与植物、天敌及共生物彼此作用的化学通信机制，包括化学信息分子在寄主植物和害虫间的化学通信及行为调控机制，昆虫嗅觉识别的分子机制，虫害胁迫植物主要化学信息分子相关基因及调控网络，害虫嗅觉相关蛋白的行为学功能，近缘种化学通信的协同进化机制，害虫共生物对害虫-寄主互作的调控机制，寻觅作物化学信息基因改良及干扰害虫通信识别的方式和技术，和多营养级间对害虫、天敌行为起关键调控作用的信息化合物，明确重要信息化合物在害虫治理驱避和吸引策略中的作用。

二、预期目标

（一）整体目标

1.进展害虫管理的“行为调控”新理念。

通过本项目的实施，揭露害虫发生的内在和外在关键因素，寻觅害虫行为基因调控与生态调控的新技术和新方式，为保证我国农业和食物可持续和健康进展做出奉献。

2.阐明昆虫发育、变态的遗传机制，害虫种群暴发的行为遗传机制，害虫对关键生态因子和食物网内信号物质的适应机理等科学问题，引领国际害虫种群暴发的行为遗传机制研究。

3.扩大和完善以害虫为模式的研究系统和技术平台，实现多学科交叉、渗透和进展，并引导前沿性、边缘性新学科的形成和进展。

4.凝炼一支害虫控制基础研究的创新团队，丰硕和进展我国害虫管理的科学理论与实践，提升我国有害生物防控的原始创新和集成创新能力，扩大国际影响。

（二）五年目标

1．明确发育与变态的基因级联调节和激素互作机制，阐明发育与变态的节律调控机理，完善发育与变态的“基因－激素－行为”调控网络，在昆虫发育与变态的分子机制的研究方面克隆发育与变态进程相关的关键基因20个。

2．阐明飞蝗暴发的行为遗传学机制。

大规模挑选与聚群和迁飞行为相关的基因、蛋白和小RNA，揭露集群行为相关的神经调控机制，解析迁飞行为相关的诱发因子、定向机制和能量代谢机制，和种群密度对行为可塑性的影响机制；

3．明确害虫对环境转变的行为特征和适应性对策，阐明害虫适应环境转变的遗传与进化关系，揭露害虫抗药性和影响行为的分子调控机制。

4．解析害虫对寄主植物的选择行为策略，阐明害虫与寄主植物之间的化学通信机制，揭露害虫与寄主植物之间的节律协同关系；鉴定害虫胁迫寄主植物后重要气味调控基因10个，明确3种气味信息分子相关基因的调控功能；鉴定嗅觉相关基因30个，解析嗅觉相关蛋白的结构与气味信息识别谱，创制害虫嗅觉行为调控剂2-3个。

5．发觉植物-害虫-天敌协同进化的新机制，取得2-3种重要农业害虫信息素和一般气味的受体基因及结合蛋白基因的全长序列并研究其功能；鉴定4-5个在多营养级中起关键作用的挥发性信息化合物，2-3个害虫-寄主-天敌-共生物多营养级中起关键作用的作物信号传导化学物质，2-3组调控以上化学物质的生物合成调控基因簇；提出2-3个与多营养级互作研究相关的理论假说。

6.预期在国际刊物上发表论文150篇，包括有重要影响的论文50篇以上，有重要理论和技术冲破的高水平论文10篇，申请专利20项左右。

三、研究方案

（一）学术思想

基于项目提出的害虫治理要从杀灭防治转变成行为调控的新思路和新理念，从害虫行为的基因调控和生态调控二个方面入手，围绕害虫暴发的遗传与行为机理，从害虫的遗传、行为遗传、行为适应这三个彼此关联的层面开展系统研究。

通过基因克隆、敲除、转基因和基因干扰等现代分子生物学技术，系统深切研究昆虫发育与变态重要的相关基因和功能，和害虫聚群和迁飞行为的分子机制，寻觅害虫行为基因调控的新途径和新方式；利用昆虫适应和行为研究平台，结合分子生物学和化学生态学等新技术和手腕，深切研究害虫对温度、温室气体和杀虫药剂等生态因子的响应和生态适应性；揭露化学信息分子在寄主植物和害虫间的化学通信及行为调控机制，明确虫害胁迫植物主要化学信息分子相关基因及调控网络，解析害虫嗅觉相关蛋白的行为学功能，探明害虫昆虫嗅觉识别的分子机制，设计、创制害虫嗅觉行为调控剂。

为昆虫行为的生态调控提供科学依据和新方式。

（二）技术途径

综合运用多种技术手腕，采用从害虫发育变态相关基因—基因与行为的关系到必然环境条件下基因决定行为表型的功能的研究技术途径，研究昆虫发育变态的遗传基础，害虫种群暴发的行为遗传机制，和害虫对关键生态因子和食物网内信号物质的适应机理，明确害虫行为基因调控与生态调控的机理，进展以害虫为模式的研究系统和技术平台，实现对农业重大害虫暴发的遗传与行为机理的深切熟悉，寻觅害虫行为基因调控与生态调控的新技术和新方式。

上述学术思想与主要的技术途径可用如下图所示:

图1.技术线路

（三）本项目研究的创新点与特色

本项目在以下几个方面具有明显的创新：

1.长期以来害虫的防治思想主要以化学药剂杀灭防治为主，如此致使农业生产中化学农药的大量利用，造成了害虫抗药性、农药残留、害虫再增猖獗等问题，引发了环境污染、人畜中毒等事件，为农人加重负担，对食物安全和农业可持续进展组成要挟。

本项目在以前研究取得重要功效和取得优秀评价的基础上，综合分析了国内外害虫治理的历史和进展趋势，提出害虫治理要从“杀灭防治”转变成“行为调控”的新思路和新理念。

2.研究从基因型到环境影响下的表型可塑性，进而进展害虫行为调控的新技术。

研究综合应用遗传学、表观遗传学、生物化学、神经生物学和电生理学等多学科交叉方式，结合最新的小分子RNA、转录因子调控靶标基因的分析技术，衔接基因克隆、敲除、转基因和基因干扰等现代分子生物学技术，系统深切研究昆虫发育与变态重要的相关基因和功能，和害虫聚群和迁飞行为的分子机制，寻觅害虫行为基因调控的新途径和新方式；利用昆虫适应和行为研究平台，结合分子生物学和化学生态学等新技术和手腕，深切研究害虫对温度、温室气体和杀虫药剂等生态因子的响应和生态适应性；揭露化学信息分子在寄主植物和害虫间的化学通信及行为调控机制，明确虫害胁迫植物主要化学信息分子相关基因及调控网络，解析害虫嗅觉相关蛋白的行为学功能，探明害虫昆虫嗅觉识别的分子机制，设计、创制害虫嗅觉行为调控剂。

为昆虫行为的生态调控提供科学依据和新方式。

本项目具有以下特色：

1.农业害虫的研究具有不可替代性

农业害虫行为多样、生物学特性复杂。

而模式昆虫的许多相关研究与害虫的控制不直接相关。

因此该项研究的功效能够直接应用到害虫的防治实践中。

二、害虫发育与行为关键基因网络调控的系统研究

以害虫发生的内因为重点，通过发育与变态的调控机理，集群和迁飞的行为遗传机理和相关基因的功能调控等方面的研究，深切系统的解析控制害虫遗传与行为的关键基因和调控网络。

3、影响害虫发生的外在因子彼此作用的系统解析

重点抓住害虫发生的外部因子，从基因-种群-生态系统等不同层次，系统解析害虫对环境的行为适应和与生物因子的互作机制，和环境因子对害虫和天敌行为调制的化学机制。

与国内同类研究相较具有前沿性，在研究内容、研究方式和技术线路上都有明显的特色。

（四）取得重大冲破的可行性分析

研究目标明确：

围绕国家重大需求和学科前沿，对准害虫暴发的重大基础科学问题，开展本项研究。

研究基础扎实：

通过几十年艰苦尽力，我国在害虫综合治理领域已有相当的研究积累；尤其是通过超卓完成“973”项目“农业重大病虫害成灾机理及调控基础研究”（G0）和“重大农业害虫猖獗危害的机制及可持续控制的基础研究”（G2006CB102000）为本项目奠定了扎实的基础。

项目组前期完成了多个相关课题，在本领域已有长期的积累，并取得了重要进展。

发表了大量相关的高水平研究论文（Science,PNAS，PlosGenetics，GenomeBiology,AnnualReviewEntomology）；成立了完善的害虫、寄主植物化学通信机制研究平台，拥有多个重大害虫基因文库，鉴定了100多个昆虫嗅觉新基因，开展的昆虫嗅觉识别研究在国内外具有重腹地位；在害虫多营养级互作研究中，项目组有连年的研究积累，构建了植物-斑潜蝇-寄生蜂、稻飞虱-水稻-共生菌等多个研究体系，也积累一批研究功效，部份功效已经发表在影响因子大于五的国际主流杂志上。

立论充分、方式先进：

借鉴了国内外害虫管理和农业生命科学的最新功效和进展，具有靠得住的立论依据；并采用基因组学、昆虫关键代谢通路的RNAi等新技术，方式成熟、先进。

研究团队精干：

集中了中国科学院、中国农业科学院及相关重点大学在本领域的优秀人才，组成了精干、高效、务实的研究团队，为本项目的顺利完成提供了人材保障。

支撑体系壮大：

依托3个紧密相关的国家重点实验室和多个部门重点开放实验室，拥有我国一流的研究条件和设备，为本项研究提供了坚实的实验技术基础。

（五）课题设置

按照整体目标、主要研究内容和拟解决的关键科学问题，拟设置如下5个研究课题：

课题一、害虫发育、变态的遗传机制

课题二、害虫种群暴发的行为遗传学机理

课题3、害虫对环境转变的遗传和行为适应

课题4、害虫和寄主植物的化学通信机制

课题五、昆虫对食物网内信号物质的适应机制

各课题间彼此关系

各个课题之间各有偏重点，又紧密联系，以害虫发生的内部因子—遗传及其决定的行为机制和害虫进展（害虫行为响应和适应）的外部因子—环境生态因子（非生物和生物）为主线，将项目组成一个有机的整体，最终目标是揭露害虫暴发成灾的遗传与行为机制，寻觅害虫行为调控的新途径和新方式（见以下各课题的关系图）。

课题一和课题二别离从基因到个体水平和种群水平研究害虫发生的内部因子，专门是发育与变态，聚群与迁飞行为的分子机制，揭露害虫种群大规模暴发的内在因素，寻觅害虫防治的药物靶标；课题三—课题五则是从基因到生态水平研究影响害虫进展的外部非生物因子如温度、温室气体和人为造成的因子杀虫药剂胁迫，和生物因子如生态系统中其它成员与其彼此作用的角度，阐明害虫暴发的外部因子和害虫对它们的行为响应和适应机制。

因此，5个课题别离从遗传、行为遗传、行为适应这三个彼此关联的层面回答害虫行为基因调控与生态调控的机理，寻觅害虫行为基因调控与生态调控的技术，为实现害虫防治从杀灭转变成行为调控的理念奠定科学基础，并服务于国家需求。

课题一：

害虫发育与变态的遗传机制

1．研究目标

整体目标

阐明重要农业害虫发育与变态的分子机制，揭露害虫种群大规模暴发的内在因素，寻觅害虫防治的药物靶标，为利用昆虫基因控制害虫暴发奠定基础。

五年目标

●克隆和鉴定发育与变态进程的关键基因；

●解析泛素化和miRNA介导的发育与变态；

●阐明发育与变态的行为节律调控机制；

●明确发育与变态的“基因－激素－行为”调控网络。

2．研究内容

（1）发育调控的遗传机制

鉴定发育相关的重要基因，阐明miRNA、激素、生物节律调节发育的作用机制，构建发育的基因调节网络。

（2）昆虫变态的分子机制

鉴定变态的相关的重要基因，阐明泛素化信号、基因拼接等介导的变态调节和组织重建。

（3）基因－激素－行为调控机理

鉴定保幼激素的受体，明确保幼激素受体与神经肽的彼此作用机制。

经费比例：

22%

课题二：

害虫种群暴发的行为遗传机制

1．研究目标

整体目标

研究重要农业害虫聚群和迁飞行为，阐明其与种群暴发为害相关的分子调控机制，为控制害虫型变种群暴发提供理论基础。

五年目标

●阐明聚群行为诱发与维持的基因和代谢通路；

●明确型变进程中神经递质的彼此作用；

●揭露型变进程中体色转变的机制。

2.研究内容：

（1）种群密度调控的行为可塑性

成立飞蝗多种行为，如集群和迁飞行为、生殖行为、防御和免疫系统，和摄食行为的检测系统，获取适合的行为判断参数。

在此基础上，测定这些重要行为对种群密度改变的反映模式。

（2）行为可塑性的神经分子调控机制

鉴定诱发行为可塑性的外界刺激信号（包括嗅觉、视觉或触觉）；进而探求信号的感知和传递机制，和中枢系统中神经递质类分子的调节机制。

（3）行为可塑性的转录组分析

开展在外界诱导信号的刺激下，害虫不同组织的转录组时刻进程分析。

进而通过生物信息学分析和RNAi干扰，鉴定不同表达基因的行为学功能。

（4）行为可塑性的表观遗传调控机制

利用免疫共沉淀、DNA甲基化组测序和miRNA转录组测序等技术，来研究不同密度下饲养的昆虫的非编码RNA表达谱、DNA甲基化表达谱和组蛋白修饰的转变。

经费比例：

23%

课题三：

害虫对环境转变的遗传和行为适应

1研究目标

整体目标

以自然环境因子和人为杀虫药剂利用为环境胁迫因子，研究害虫对温度转变、温室气体升高的自然环境和杀虫剂利用等人为环境转变的行为与遗传学的适应性进化，揭露害虫对环境转变适应的生理、生态和分子机制，阐明自然和人为环境转变诱导害虫暴发成灾的机理。

五年目标：

●明确害虫对环境转变的行为特征和适应性对策；

●阐明害虫适应环境转变的遗传与进化关系；

●揭露害虫抗药性和影响行为的分子调控机制。

研究内容：

（1）害虫适应温度转变的分子机制

研究高温胁迫和抗寒适应性相关基因的表达模式与调控机制，阐明昆虫体内与温度转变适应性相关基因的转录调节机理

（2）害虫适应温室气体升高的生理与生化机制

研究温室气体升高低害虫行为转变及其为害作用，明确二氧化碳浓度升高环境中昆虫对环境适应的生理与生化机制，解析二氧化碳浓度升高环境中持续多代害虫种群适合度的转变特征及其适应性策略。

（3）害虫适应杀虫药剂胁迫的遗传和行为机制

研究害虫对杀虫药剂适应的表观遗传学，明确害虫抗药性基因的表达调控机制，明析杀虫药剂亚致死剂量诱导害虫种群增殖和行为转变的机制，阐明抗药性治理的基因互作机制。

经费比例：

15%

课题四：

害虫和寄主植物的化学通信机制

1．研究目标

整体目标

系统研究害虫与寄主植物之间的化学通信机制，揭露寄主植物化学信息分子的基因调控及害虫嗅觉通信行为机理，阐明害虫和寄主植物的化学通信机制，为作物化学信息基因改良及干扰害虫通信识别治理提供新的科学依据。

五年目标

●揭露化学信息分子在寄主植物和害虫间的化学通信及行为调控机制。

●明确虫害胁迫植物主要化学信息分子相关基因及调控通路。

●探明害虫嗅觉识别的分子机制。

●设计寄主植物挥发类似物，创制害虫嗅觉行为调控剂。

2．研究内容：

（1）寄主植物和害虫之间的化学通信及对害虫行为调控

解析害虫与寄主植物之间的化学通信机制，阐明害虫与寄主植物之间的节律协同关系，明确害虫对寄主植物的选择行为策略，设计寄主植物挥发信息类似物并进行害虫行为调控。

（2）植物化学信息分子的基因调控机制

鉴定害虫胁迫寄主植物化学信息分子调控基因，解析寄主植物化学信息分子的代谢通路；克隆寄主植物主要化学信息分子调控基因并阐释基因对害虫的调控功能。

（3）害虫嗅觉识别的分子机制

鉴定、克隆并表达害虫主要嗅觉相关基因，解析害虫嗅觉相关蛋白的3D结构和与气味信息的识别传导，明确害虫嗅觉相关蛋白在嗅觉行为中生态学功能；靶向设计主要嗅觉相关蛋白识别化合物并进行害虫嗅觉行为干扰与调控。

经费比例：

20%

课题五：

昆虫对食物网内信号物质的适应机制

1．研究目标

整体目标

研究昆虫对植物源与昆虫源化学信息化合物的响应机制和它们之间的协同作用机理，鉴定多营养级间对害虫、天敌行为起关键作用的信息化合物，明确害虫-寄主-共生物-天敌多物种间的化学通信机制和植物直接防御与间接防御的分子机理，进展害虫行为生态调控的新方式和新技术。

五年目标：

●明确昆虫对食物网内关键化学信号物质的神经编码机制

●阐明害虫-寄主-共生物-天敌多营养级协同进化机制

●解析植物受多种害虫危害的直接防御与间接防御机制

●进展害虫行为生态调控的新方式和新技术

2.研究内容：

（1）昆虫对食物网内关键信息化学物质的神经编码机制

研究昆虫对食物网内植物源与昆虫源信息化学物质的响应机制和不同来源信息化合物对昆虫行为的协同调控机理。

明确昆虫嗅觉感受神经元和味觉感受神经元对信号分子的感受特性及其遗传机制，分析昆虫对混合物的外周神经编码和中枢处置机制。

（2）害虫共生物对害虫-寄主互作的调控机制

研究共生物对害虫致害机制和寄主防御策略的调控模式；揭露共生物对害虫致害机制和生长发育的调控规律；阐明共生物对寄主防御策略和耐受能力的调控策略，为进一步挑选优良的抗虫农作物品种提供技术支持。

（3）阐明植物受多种害虫危害的直接防御与间接防御机制

研究诱导茉莉酸（JA）途径的害虫与诱导水扬酸（SA）途径的害虫顺序或一路侵害植物后，诱导植物产生的直接和间接防御分子和化学机制，阐明天敌对这种复杂食物网内信息化合物的响应机理，寻觅对害虫和天敌行为起到关键作用的信息化合物。

（4）进展害虫行为生态调控的新方式和新技术

依据多营养级间的信息联系，植物抗性的分子机理，和昆虫对信息气味物质的识别机制，进展害虫行为生态调控的新方式和新技术。

经费比例：

20%

四、年度计划

研究内容

预期目标

第

一

年

●用差减杂交、蛋白双向电泳等方法初步鉴定棉铃虫幼虫应答短光周期的关键基因；克隆dilp和dinr基因，并分析它们与钟神经元的相互关系；筛选一批变态或激素诱导差异表达的基因，研究基因功能；收集目标昆虫变态发育相关样品进行illumina高通量测序；测定保幼激素特异性基因表达谱，及诱导基因和Met在外源保幼激素处理后时空的表达水平；大规模筛选和序列分析目标昆虫靶基因上的潜在microRNA作用位点；通过PCR研究目标昆虫核受体基因在发育和变态过程中的时空表达模式。

●建立飞蝗飞行行为测定模型，比较分析散居型和群居型的线粒体结构；神经递质受体亚型的cDNA全长克隆以及抗体制备；进行飞蝗转录组测序；两型飞蝗飞行肌一维电泳比较；RNAi技术验证几丁质代谢关键酶基因在飞蝗两型中的差异表达和蚜虫取食行为的关键基因。

●飞蝗自然种群样本样本基因组DNA制备和热激蛋白基因突变筛选；高浓度CO2胁迫对固氮缺失型与野生型苜蓿生长发育、光合速率、根瘤数量、碳氮水平以及营养物质含量的影响；筛选建立棉铃虫等害虫或模式昆虫对杀虫药剂的抗性近等基因系；克隆细胞色素P450、P450还原酶、细胞色素b5基因，构建重组表达质粒。

●研究盲椿象等害虫对不同种类寄主植物的选择行为；构建盲椿象等害虫寄主植物挥发物特征指纹图谱；筛选对靶标害虫具有行为调控功能的活性物质；构建盲椿象胁迫下寄主植物差异基因表达谱；克隆盲椿象ORs及OBPs基因；将克隆得到的OBPs进行原核表达；将克隆得到的ORs连接至卵母细胞表达载体。

构建“emptyneuron”突变体昆虫。

●研究昆虫感受信息化合物相关的OSN特性；信息化合物OSN上表达的OR及其功能；研究害虫共生物协助害虫攻克寄主的致病途径、化学调控和营养选择；研究茉莉酸JA调控的植物物理和化学防御特性的相互作用，以及植物与植物交流的分子机制。

研究寄主质量对蚜虫翅型分化的影响；植物源化合物与性信息素对昆虫引诱的协同作用，比较昆虫性信息素与优化的植源混合物在混合后对昆虫的田间引诱效果。

●发现应答短光周期的重要基因3－5个；鉴定dilp和dinr的基因及蛋白的表达规律，阐明其与钟基因的相互关系；揭示insulin信号系统与钟神经系统的相互关系，以及信号系统如何影响昆虫的发育和生物节律；鉴定到数个与生长发育和变态相关的基因并阐明基因功能；完成目标昆虫样品的收集、提取和测序准备工作。

获取一批个保幼激素诱导基因和刺激表达的基因和10-20个的幼激素调控miRNA，并确认保幼激素诱导和刺激表达的特异性基因；鉴定10-15个发育变态相关的重要基因上的潜在microRNA作用位点；阐明核受体基因在家蚕发育和变态时期的时空表达模式，并获得核受体基因的完整cDNA序列。

●获得检测飞蝗飞行、聚集和取食的行为参数；得到飞蝗神经递质受体基因所有亚型的cDNA全长；构建群散、散居化和群居化飞蝗脑部的MicRNA转录组数据库；明确散居和群居飞蝗线粒体结构差异，建立飞蝗飞行肌肌球蛋白的提取纯化方法，建立肌球蛋白体外活性测定方法；明确与飞蝗行为相关的几丁质代谢酶基因和蚜虫取食行为的关键基因5个。

●建立稳定的飞蝗野生型和突变杂合型的单雌系；完成Hsp90突变位点及相邻区域核苷酸多态性测定和分析；明确不同苜蓿突变体对高浓度CO2胁迫的响应特征；获得后续研究所需害虫抗药性及敏感品系；完成基因的克隆与序列分析，构建重组质粒，优化表达条件和表达蛋白的检测方法。

●鉴定30种以上寄主植物挥发物；明确对靶标害虫具有行为调控功能的活性物质；害虫胁迫后寄主植物差异基因功能注释。

克隆盲椿象15个ORs基因和15个OBPs基因全长；原核表达15个OBPs基因；完成15个ORs基因卵母细胞表达载体的构建；获得“emptyneuron”突变体昆虫。

●明确昆虫对信息化合物的电生理和行为反应。

明确调控害虫共生物协助害虫攻克寄主的致病基因簇1-2个、化学物质1-2个和营养物质1-2个；明确两种突变体在植物气味、蛋白酶抑制剂、表皮毛等防御方面的表型差异；明确植物交流的主要防御基因和路径；建立寄主植物介导有翅蚜的室内诱导方法；明确信息化合物对昆虫引诱的协同作用以及它们混合后的田间引诱效果

●发表SCI论文10-20篇。

申请专利3-5项。

第

二

年

●鉴定棉铃虫应答短光周期的关键基因；转基因昆虫中npf和npfr1和其他钟基因mRNA和蛋白表达水平分析，并分析它们与钟神经元的相互关系；重组表达棉铃虫重要功能基因，研究蜕皮激素