华山松大小蠹（Dendroctonus armandi）是我国秦岭巴山地区最重要的针叶林害虫之一,主要入侵危害健康华山松,严重影响秦岭巴山森林生态系统的可持续发展。华山松大小蠹集中分布于秦岭巴山林区海拔1,600～2,150 m的中山地带,完成生活史需要经历漫长寒冷的冬季,而华山松大小蠹进化形成的适应冬季寒冷的机制,保障了华山松大小蠹种群繁衍和持续发生。本研究以华山松大小蠹越冬期间适应低温寒冷的机制为研究目标,通过对华山松大小蠹水通道蛋白与Capa神经肽受体基因的鉴定、诱导表达与RNA干扰,抗冻蛋白功能验证,以及越冬期呼吸代谢与相关代谢酶活性分析等研究,从分子水平上揭示华山松大小蠹耐寒的机制,为进一步探索华山松大小蠹的低温适应性、种群数量的动态变化和综合调控提供理论基础,研究取得以下成果:1.获得华山松大小蠹2种耐寒蛋白基因的全长序列,包括9条AQPs基因和1条AFP基因,其中9条AQPs基因属于Drip、Prip、Eglp A和Aqp12L 4个AQPs亚家族。华山松大小蠹AQPs与AFP具有典型的AQPs和AFP基因序列特征,并与山松大小蠹AQPs和AFP基因极度相似。2.华山松大小蠹2种耐寒基因在越冬期1月的成熟幼虫和成虫中高表达。华山松大小蠹AQPs在越冬期幼虫脂肪体中表达量最高,而AFP则在头部表达量最高。在低温胁迫下华山松大小蠹AQPs的表达与AFP相反,但AQPs和AFP的表达量随着低温胁迫时间的延长而增加。3.越冬幼虫RNA干扰72 h华山松大小蠹AQPs和AFP的相对表达量降低,幼虫在不同低温胁迫下死亡率升高,AQPs和AFP作用于华山松大小蠹越冬期幼虫耐寒性且起关键作用,参与越冬幼虫多种耐寒调控过程,从而增强华山松大小蠹越冬幼虫的低温适应性和耐寒性。4.经原核表达的Da AFP及其突变体均具有热滞活性和低温保护作用,且蛋白序列中规则的TXT基序数量越多,抗冻活性越强。说明华山松大小蠹越冬幼虫可以通过改变Da AFP蛋白的序列结构,提高越冬幼虫的耐寒能力。5.获得2条华山松大小蠹Capa Rs基因全长,符合视紫红质类GPCR亚家族（或A类GPCR）基因特征。华山松大小蠹Capa Rs在冬季12月、成熟幼虫和成虫,以及幼虫头部和中肠均高表达,且其表达量随温度的降低和长时间低温胁迫而增加。华山松大小蠹越冬幼虫RNA干扰后,Capa Rs的相对表达量降低,幼虫的低温死亡率升高;华山松大小蠹AQPs和Capa Rs基因相互干扰表明,Capa Rs和AQPs相互之间在华山松大小蠹越冬幼虫耐寒调控中分别具有负反馈与抑制的调节作用。6.华山松大小蠹越冬期幼虫呼吸速率随温度降低而降低;越冬期GDH、ACO和LPS的活性与呼吸频率呈正相关,而NADP-ME、NAD-ME和ICDHm的活性与呼吸频率呈负相关;在不同时间长度低温胁迫下,GDH和LPS的活性先升高后降低,ACO、NAD-ME、NADP-ME和ICDHm的活性则先降低后升高,这说明华山松大小蠹越冬幼虫呼吸速率与六种线粒体酶在应对低温胁迫中具有一致性。