中文摘要：

甜菜夜蛾Spodoptera exigua（Hübner）是一种世界性重要农业害虫。近年来，随着气候条件和栽培制度等的变化，已成为长江流域及其以南各省区的灾害性害虫。2005年，申请人在对采集自湖北省荆州地区棉田的甜菜夜蛾进行室内人工饲养的过程中，发现一种蛹黑型突变体。此突变品系经继代连续繁殖，黑化表型能稳定遗传，至今未出现其他表型变化，与正常品系可进行交配产生可育后代，初步研究表明，蛹黑突变体较正常品系具有明显的生存有利性。本项目旨在以甜菜夜蛾蛹黑型品系和正常品系为材料，运用生态学、遗传学原理对突变品系的生态适应性、遗传规律进行研究，从而系统了解黑化突变对该虫的生存和进化影响，同时运用基因克隆、RACE技术、Real-time PCR和Genome Walking等分子生物学技术对黑化形成的分子机理进行研究，以揭示自然界昆虫黑化的本质原因。

结论摘要：

2005 年，申请人在对采集自湖北省荆州地区棉田的甜菜夜蛾Spodoptera exigua（Hübner）进行室内人工饲养的过程中，发现一种蛹黑型突变体（SEM）。本项目以甜菜夜蛾蛹黑突变体和正常品系（SEW）为材料，运用生态学、毒理学原理对SEM的适合度和生存力、抗逆性进行研究，同时运用分子生物学技术以及数字基因表达谱测序技术对黑化形成的分子机理进行研究。甜菜夜蛾蛹黑突变体具有明显的适合度提高，突出表现为蛹重增加13.16%、交配率提高25.60%、交配次数增多66.67%、产卵量提高148.19%，有更高的净生殖率( R0=275.66 )和种群增长指数（I=123.73）；SEM与SEW雌虫都更倾向于吸引异种雄虫进行交配；SEM成虫飞行能力低于SEW成虫；SEM成虫与SEW成虫羽化节律与交配节律差异显著。SEM抗低温较SEW强，其中5龄一日、预蛹12 h、蛹12 h时期，SEM的过冷却点、结冰点均低于SEW。SEW和SEM品系的TH和DDC编码的氨基酸序列没有差异；在预蛹期，SEM中TH和DDC相对表达量分别是SEW中的15.19倍和32.44倍，在0h蛹期，DDC在SEM品系的相对表达量是SEW中的3.08倍，TH的抑制剂（3-IT）能使SEM蛹色变浅，且具有剂量依赖效应，表明TH和DDC的过量表达与SEM品系的蛹黑表型相关；在Sf9昆虫细胞中过表达βFTZ-f1和FTZ分别可使TH启动子活性提高2.66和1.79倍；预蛹晚期βFTZ-f1在SEM表皮中的表达量是SEW中的7.48倍；说明βFTZ-f1基因过表达可能与SEM蛹黑表型形成有关，并在TH转录起始位点上游-2200至-2160区段内可能存在βFTZ-f1的结合位点。数字基因表达谱测序数据已经提交至NCBI，登录号SRP034961。SEM 5龄幼虫较SEW有7257个上调基因，664个下调基因；SEM预蛹中460个上调基因，439个下调基因；SEM 0小时蛹中162个上调基因；293个下调基因，其中发现多个表皮蛋白基因的表达有显著性差异。本研究首次综合性评价了甜菜夜蛾蛹黑突变体的适合度并证明蛹黑型甜菜夜蛾生存力显著提高，不仅证明了其黑化的分子机制，更筛选得到更多的可能参与影响其它性状变化的基因，为进一步深入探讨昆虫体表色彩变化与生存力变化之间的联系及其进化意义提供理论依据。