自然界中的动物存在取食、育雏、求偶、迁徙、交配和泌丝等各种各样的行为,这些行为都要受到神经系统的调节。在神经调节中,突触传递是一种重要的神经信号传递方式。神经递质在突触传递中担当“信使”的角色。甘氨酸是一种人体非必需氨基酸,除了具有参与蛋白质代谢的基本功能外,其在哺乳动物中枢神经系统中还作为一种抑制性神经递质参与神经调节。在甘氨酸能神经传递过程中,主要由甘氨酸转运蛋白负责调控胞外甘氨酸的浓度。迄今为止,在人类和小鼠等哺乳动物中,关于甘氨酸转运蛋白功能的研究已经比较深入,但在昆虫中鲜有报道。家蚕Bombyx mori作为一种重要的鳞翅目模式生物,其变态发育过程中的各种行为也要受到神经调控,而家蚕中是否也存在甘氨酸介导的神经传递,目前未见任何相关研究报道。本研究通过细胞转染和转基因过量表达、基因敲除等技术分别从细胞水平和个体水平探究了家蚕头部高量表达的甘氨酸转运蛋白2（BmGT2）的功能。通过本研究发现,BmGT2基因在家蚕多个组织表达,在头部相对高量表达,BmGT2蛋白主要在头部脑周围神经和中肠内壁微绒膜上表达;细胞水平过量表达BmGT2能使甘氨酸-丝氨酸合成途径增强,促进细胞增殖;转基因过表达和基因敲除结果表明,BmGT2参与家蚕神经调节,能够显著影响家蚕取食、爬行等行为。本文取得的主要研究结果如下:1.家蚕甘氨酸转运蛋白BmGT2表达特征分析及组织定位首先,利用RT-PCR和Q-PCR技术对家蚕五龄第三天各组织进行表达特征分析,结果显示BmGT2几乎在家蚕各组织均表达,但在头部相对高量表达。通过Western Blotting检测各组织蛋白质水平表达情况,结果表明BmGT2蛋白在头部和中肠均有表达。其次,我们取家蚕从蚁蚕期到蛾期的头部和五龄起到上簇期头部分别做Q-PCR和Western Blotting检测,结果显示BmGT2在整个时间段均有表达,但是在蛹、蛾期高量表达。为进一步确定BmGT2在家蚕个体中的具体表达位置,我们对家蚕脑复合物和中肠中的BmGT2蛋白进行免疫荧光定位分析,结果表明BmGT2在幼虫期定位于中肠内壁微绒膜和脑部周围神经及神经索上;蛹期定位于脑部。这些结果暗示BmGT2可能参与了家蚕营养物质的吸收以及神经调控。2.BmGT2参与细胞甘氨酸-丝氨酸生物合成通过免疫荧光定位技术在家蚕BmN4-SID1细胞上对BmGT2进行亚细胞定位,结果显示BmGT2定位于靠近细胞核的位置。通过细胞转染PSL1180-BmGT2（PSL1180[hr3-BmA4P-BmGT2-SV40]）过表达质粒和抑制剂处理细胞,表明BmGT2能将胞外甘氨酸转运进入胞内。细胞水平对BmGT2进行双链RNA干涉后,甘氨酸-丝氨酸合成途径中的关键酶基因均下调表达。细胞水平过量表达BmGT2后,甘氨酸-丝氨酸合成途径中的关键酶基因均上调表达,并促进了细胞增殖。3.过表达BmGT2转基因家蚕品系的构建及检测为了进一步探究BmGT2在家蚕个体水平上的功能,利用A4启动子和BmGT2基因CDS序列构建piggyBac[3×P3-Red,BmA4P-BimGT2]转基因重组载体,显微注射D9L蚕卵,荧光筛选到阳性个体并命名为OE-BmGT2。利用Q-PCR技术检测五龄第三天OE-BmGT2家蚕头部、中肠和丝腺中BmGT2的表达情况。结果显示与野生型家蚕相比,OE-BmGT2家蚕中BmGT2的表达量显著增加,表明我们成功获得了过量表达BmGT2的转基因家蚕。对OE-BmGT2家蚕的行为进行调查,发现与野生型相比,过表达转基因蚁蚕表现出较不活跃的取食行为、上簇期表现出较不活跃的游走行为。通过Western Bloting技术检测OE-BmGT2家蚕头部神经突触相关蛋白的表达变化,结果显示,能与甘氨酸结合形成共配体的N-甲基-D-天冬氨酸受体NMDAR1表达量增加,而兴奋性突触后致密蛋白PSD95表达量下降。上述结果表明,过量表达BmGT2后家蚕中神经传递发生改变,取食、上簇等行为变得较不活跃。4.敲除BmGT2转基因家蚕品系的构建及检测利用CRISPR/Cas9技术对家蚕中BmGT2基因进行敲除,成功得到转基因敲除家蚕品系并命名为KO-BmGT2。KO-BmGT2家蚕能正常点青、转青,但在胚胎发育完成之后不能正常出蚁。在解剖显微镜下将卵壳剖开,取出蚁蚕,KO-BmGT2蚁蚕身体蜷缩,不能伸展和正常爬行,剧烈运动一段时间后死亡。这表明BmGT2影响了蚁蚕的运动行为。