跨膜离子通道样蛋白TMC（TransMembrane Channel-like）是一类从黑腹果蝇到人类都保守的离子通道样蛋白家族。TMC1和TMC2在人类和小鼠中的突变可导致听觉、本体感受缺陷以及人类家族遗传性耳聋。果蝇中的研究表明,TMC蛋白可参与调控果蝇取食时对食物硬度的感知并影响果蝇幼虫的运动行为,本实验室前期研究结果表明甜味感知可通过影响TMC神经元的输出进而干扰果蝇对产卵介质硬度的区分。近期研究表明,tmc基因可促进线虫产卵行为。但tmc基因是否影响农业害虫褐飞虱以及模式昆虫黑腹果蝇的产卵行为缺乏研究。本论文以褐飞虱和黑腹果蝇为研究对象,采用遗传学、行为学以及免疫组织化学等试验技术手段,研究了tmc基因对两种昆虫产卵行为的影响,具体研究结果分别阐述如下:一、褐飞虱tmc基因克隆及序列分析在哺乳动物中,根据TMC基因所编码蛋白质氨基酸序列的不同,TMC蛋白家族又分为三个亚家族,A亚家族（包含tmcl～3）,B亚家族（包含tmc5和6）以及C亚家族（tmc 4、7和8）。而不同昆虫中含有的tmc基因数量不一,如在果蝇中仅发现一个tmc基因。我们通过基因组、转录组分析以及RT-PCR技术,共在褐飞虱中克隆得到三个tmc基因,对应于哺乳动物中tmc基因分别将其命名为,Nltmc3,Nltmc5和Nttmc7。序列分析表明三种褐飞虱tmc基因分别隶属于TMC蛋白的三个亚家族,每个成熟褐飞虱TMC蛋白均编码6-10个跨膜结构域以及120个氨基酸左右的保守TMC结构域。其中Nltmc3基因与果蝇和线虫中发现的tmc基因同源性最为接近。二、褐飞虱tmc基因表达模式分析通过定量PCR,分别研究了褐飞虱三个tmc基因在不同发育阶段、不同组织以及雌性生殖系统中的表达差异。结果表明,Nltmc3基因在高龄若虫阶段表达量相对较高,有趣的是该基因在雌性褐飞虱生殖系统中高表达,进一步研究表明,其在输卵管上高表达;Nltmc5基因在长翅型雌、雄虫的表达量显著高于其它发育阶段,该基因在雄性生殖系统中表达量较高,并在雌性卵巢中的表达高于其它组织;Nltmc7基因在若虫以及短翅型雌、雄虫的表达量显著高于其它发育阶段,该基因也在雄性生殖系统中表达量较高,并在雌性交配囊中的表达高于其它组织。三、沉默Nltmc3基因降低褐飞虱的产卵量利用RNAi技术分别沉默三个tmc基因对褐飞虱生存率无显著影响。tmc基因在线虫产卵中扮演重要角色,我们沉默了与线虫tmc基因同源的Nltmc3基因,发现该基因沉默后,可显著降低褐飞虱的产卵量,解剖沉默Nltmc3基因的雌性褐飞虱卵巢发现,卵巢中的怀卵量显著低于对照褐飞虱,表明沉默Nltmc3基因可显著影响卵巢发育并进而降低褐飞虱产卵量。利用制备的NlTMC3蛋白抗体研究了其在褐飞虱雌性生殖系统中的表达,结果可在雌性输卵管上检测到NlTMC3蛋白表达。四、tmc基因调控黑腹果蝇的产卵行为利用模式昆虫黑腹果蝇研究了tmc基因是否调控其产卵行为。首先,我们利用CRISPR/Cas9基因编辑技术将LexA基因定点插入到了果蝇tmc基因的起始密码子处,获得了突变品系tmcLexA。利用制备的突变体与其它已报道的果蝇突变体组合研究发现,tmc基因突变体果蝇产卵量显著降低,而通过挽救试验发现在tmc基因突变的基础上利用tmc-GAL4过表达tmc基因可挽救tmc基因突变所引起产卵量降低的表型,表明tmc基因参与了果蝇的正常产卵。利用二元表达系统,沉默tmc-GAL4标记的细胞后亦可引起果蝇产卵量的降低,而沉默tmcGAL4标记的细胞则无此表型,进一步通过神经系统的GAL80抑制tmc-GAL4在标记神经系统细胞中表达的试验表明,应为非神经系统的tmc-GAL4标记的细胞参与了抑制果蝇产卵的表型,而激活tmc-GAL4标记的细胞,则会引起果蝇腹部变大水肿,而导致无法产卵。免疫组织化学试验分别标记到一个在果蝇侧输卵管上表达TMC的细胞,其是否参与输卵管收缩进而影响果蝇产卵需待进一步研究。