大气CO₂浓度升高是全球气候变暖的关键因子之一,可对地球生态系统中的生物产生复杂而又深远的影响。昆虫作为全球数量最丰富、种类最多的生物,如何响应大气CO₂升高成为关注的热点。本研究以经济作物棉花上重要的咀嚼式害虫棉铃虫为研究对象,设置三种CO₂浓度（当前环境水平:380μl/L、中高水平:550μl/L、倍增水平:750μl/L）。本实验主要研究了高CO₂浓度对连续饲养多代（≥20代）的棉铃虫生长发育、关键代谢基因表达量、体内微生物组成的影响和沙福芽孢杆菌Bacillus safensis对棉铃虫的生长及生理功能作用。本实验研究结果如下:1持续高CO₂浓度胁迫对棉铃虫两性生命表的影响在三种CO₂浓度下分别连续饲养棉铃虫至第20代,利用两性生命表分析不同CO₂浓度对棉铃虫生长发育的影响,结果表明:550μl/L和750μl/L CO₂浓度处理下,棉铃虫幼虫期和雌蛹期较对照显著缩短、雌蛹重量显著增加（P<0.05）。550μl/L CO₂浓度处理下的存活率最低。棉铃虫种群参数研究结果表明:750μl/L CO₂浓度下,棉铃虫的种群平均世代时间T较对照380μl/L CO₂浓度处理显著缩短（P<0.05）,平均世代时间为26.563 d,周限取食率ω较对照380μl/L CO₂浓度处理显著增加（P<0.05）。结合两性生命表和取食量数据,对棉铃虫的种群进行为期60 d的模拟,结果表明,与对照380μl/L CO₂浓度相比,持续高CO₂浓度处理下,棉铃虫取食量显著增加、种群增长加快、种群数量增大。2持续高CO₂浓度对棉铃虫相关基因表达量的影响利用实时荧光定量qPCR技术检测棉铃虫发育和压力蛋白基因表达量。结果表明,在750μl/L CO₂浓度下棉铃虫的激素代谢关键基因（JHE、EcR）和热激蛋白基因（Hsp90、Hsp70、Hsc70）相对表达量与对照380μl/L CO₂浓度相比均上调,其中Hsp90、JHE基因表达量与对照380μl/L CO₂浓度相比显著上调（P<0.05）,较对照分别上调2.0和2.1倍;550μl/L CO₂浓度处理下,棉铃虫的Hsp90、JHE基因相对表达量与对照380μl/L CO₂浓度相比无显著差异（P>0.05）。Hsp70和Hsc70基因相对表达量在不同CO₂浓度之间无显著差异（P>0.05）。3不同CO₂浓度下棉铃虫肠道可培养细菌的分离与鉴定利用传统分离方法和16S rRNA测序技术,从380μl/L CO₂浓度水平下分离到肠道可培养细菌20株,从550μl/L CO₂浓度水平下分离到肠道可培养细菌10株,从750μl/L CO₂浓度下分离到肠道可培养细菌13株。结果表明,在380μl/L和550μl/L CO₂浓度下分离到的细菌均与变形菌门和厚壁菌门有较高同源性,在750μl/L CO₂浓度下分离到的细菌与厚壁菌门和放线菌门有较高同源性。厚壁菌门的细菌是不同CO₂浓度处理下棉铃虫肠道可培养菌中的优势菌门,其中Bacillus subtilis和Bacillus safensis种类和数量最多。经验证,沙福芽孢杆菌Bacillus safensis能在筛选培养基中形成明显水解圈,表明具有分解纤维素和蛋白质的能力。4沙福芽孢杆菌Bacillus safensisAN1对棉铃虫营养效应和酶活性的影响本实验挑选棉铃虫肠道可培养菌中的优势菌沙福芽孢杆菌Bacillus safensis AN1添加到普通人工饲料中饲喂棉铃虫,测定了棉铃虫营养效应指标和代谢酶活性。结果表明,取食Bacillus safensis AN1后棉铃虫的取食量、排粪量、蛋白质含量较饲喂普通人工饲料（CK）显著提高（P<0.05）;取食Bacillus safensis AN1后,棉铃虫的近似消化率（AD）、食物净转化率（ECD）较饲喂普通人工饲料（CK）显著降低（P<0.05）;取食Bacillus safensis AN1后,棉铃虫体内的过氧化氢酶（CAT）活性较取食普通人工饲料（CK）显著提高（P<0.05）,总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性与饲喂普通人工饲料的相比显著降低（P<0.05）;而取食Bacillus safensis AN1后,棉铃虫的海藻糖含量、总抗氧化力（T-AOC）、相对生长率（RGR）、相对消耗率（RCR）、平均相对生长率（MRGR）、毛转化率（ECI）与饲喂普通人工饲料（CK）相比无显著差异（P>0.05）。本研究明确了持续高CO₂浓度胁迫对棉铃虫发育、基因功能和体内微生物组成的影响,探讨了棉铃虫对持续高CO₂浓度作用的响应特点及相关机制,初步阐释了沙福芽孢杆菌Bacillus safensis AN1的功能,以及Bacillus safensis AN1对棉铃虫的营养效应和生理代谢的影响。本研究为未来大气CO₂升高水平下棉铃虫的种群动态及其防治提供了数据支撑,也为益生菌饲料和生物农药的研发提供新的思路。