苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,简称Bt）由于其能产生各种杀虫蛋白,因此作为杀虫制剂被广泛应用。表达Bt蛋白的转基因作物也在世界范围内被大规模种植,在防治鳞翅目、鞘翅目农业及种植业害虫上起到了不可忽视的重要作用。但是随着Bt转基因植物种植面积的不断扩大,一些非靶标昆虫,如半翅目昆虫蚜虫的危害开始日益加重,一跃成为主要害虫。而目前对蚜虫的消灭主要采用化学农药,与如今倡导的可持续农业相违背,因此亟需能够有效控制蚜虫群体数量的环境友好型杀虫蛋白以及筛选有效杀蚜蛋白的方式。首先,利用Cry41-related蛋白及其两种突变体蛋白Cry41-7M及Cry41-6A进行同源建模以及与桃蚜Cathepsin B的分子对接,推测三者均可以同Cathepsin B产生特异性结合,且不作为Cathepsin B的底物。通过分析Cry41-related蛋白及其突变体对Cathepsin B活性位点及活性口袋残基的影响,发现Cry41-related蛋白对Cathepsin B酶活产生影响的关键因素为对Cathepsin B活性口袋构象的影响。根据突变体生测可知,桃蚜若虫对Cry41-7M蛋白具有很高的敏感性,致死中浓度LC50为19.144μg/m L,而Cry41-6A蛋白对桃蚜的致死中浓度LC50为42.478μg/m L。与Palma等人研究得出的Cry41-related致死中浓度相比可知,Cry41-7M蛋白的突变提高了对桃蚜的毒性,而Cry41-6A蛋白的突变降低了对桃蚜的毒性。由此推测,若根据对桃蚜Cathepsin B酶活的激活程度筛选抗蚜Cry蛋白,除对Cathepsin B具有较高的亲和力外,还需对Cathepsin B的活性口袋构象产生正向影响,以提高其酶活,从而增强杀蚜效果。本研究得到了杀蚜效果更好的突变体蛋白Cry41-7M蛋白,并为后续筛选抗蚜Cry蛋白以及提高Cry蛋白的抗蚜性能提供了依据。已知Cry41-related蛋白主要在蚜虫体内发挥其杀虫功效,而甲壳素结合蛋白Tma12可通过体外杀蚜。新型杀虫蛋白Tma12是由蕨类植物大齿叉蕨（Tectaria coadunata）中发现的天然蛋白兼具几丁质酶和多糖单加氧酶活性,对与蚜虫同为同翅目的害虫粉虱具有杀虫活性。因此,原核表达纯化了Tma12,尝试探究该蛋白对桃蚜是否具有杀虫效果,验证其作为新型杀蚜蛋白的功效。采用膜囊法和喷施法两种方法,通过体内体外两个角度验证了Tma12对蚜虫的抗性。通过膜囊法发现,饲喂的Tma12蛋白浓度为30μg/m L时桃蚜的校正死亡率可高达100%。而体外喷施Tma12蛋白的大肠杆菌细胞破碎上清液则导致蚜虫体壁产生明显损伤,使蚜虫处于濒死状态。由此推测,Tma12蛋白的多糖单加氧酶活性是其抗蚜的主要原因。并提出Tma12的抗蚜机理假说:Tma12蛋白在杀蚜过程中先发挥其多糖单加氧酶活性将几丁质分解成小分子,再通过几丁质酶活性将几丁质完全水解。Tma12于体外可以分解蚜虫体表角质层中的几丁质,造成伤口并为昆虫病原体真菌、细菌、病毒等的进入提供窗口加速蚜虫死亡,并可通过孔道进入真皮细胞层直接干扰几丁质的正常合成;于体内可分解肠壁围食膜中的几丁质,对中肠产生破坏,导致蚜虫无法获得正常生命活动所需的营养物质。Tma12能对蚜虫体内体外同时产生破坏,产生巨大的创伤,严重影响其正常生命活动。本研究验证了Cry41-related蛋白及其两种突变体蛋白Cry41-7M及Cry41-6A抗蚜性能,得到了杀蚜效果更好的突变体蛋白Cry41-7M,提出了Cry41-related蛋白提高桃蚜Cathepsin B酶活的关键条件,为筛选抗蚜Cry蛋白和提高Cry蛋白抗蚜性能提供了方向;并首次探索了Tma12蛋白对半翅目桃蚜的杀虫活性,证明了Tma12可通过喷施于桃蚜体表达到防治效果,并提出其抗蚜机制假说,为研究活性更高的新型抗蚜蛋白提供了依据。