苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)是目前世界上用途最广、产量最大的微生物杀虫剂,其编码Bt杀虫毒蛋白基因作为主要的杀虫基因转入到多种作物中,在害虫防治中成效显著。但与此同时,Bt制剂的大量使用和转Bt作物的广泛种植,使得Bt的抗性问题越来越严重。十字花科重要害虫小菜蛾Plutella xylostella (L.)是最早被发现且目前仅有的6种在田间对Bt产生抗性的害虫之一。但到目前为止,Bt对小菜蛾的杀虫作用过程和小菜蛾对Bt的抗性机理,研究的仍不是完全清楚。在本研究中,我们建立了对Cry1Ac有高于5000倍抗性的近等基因系小菜蛾种群,同时研究了其相关生物学特性。同时,我们首次利用shotgun HPLC-ESI-MS/MS技术对小菜蛾幼虫中肠蛋白质进行了蛋白质基因组分析。同时为了更好的揭示小菜蛾抗Cry1Ac的分子机理,我们利用iTRAQ和MRM两种蛋白质组分析技术,对两个种群的中肠蛋白质组进行了定量分析,发现了大量差异表达蛋白质和可能的Bt受体。结果如下：1.小菜蛾抗CrylAc近等基因系种群的构建我们利用弗罗里达Florida抗Cry1Ac小菜蛾DBMlAc-R与纽约日内瓦Geneva敏感种群DBM1Ac-S,建立了两套近等基因系种群。经ISSR分子标记技术对其近等性进行评估发现,利用高世代回交法构建的近等基因系抗性种群BC7F3(更名为NIL-R),与轮回亲本敏感种群DBM1Ac-S之间的遗传相似度达到98.24%,具有较高的相似度,且其对Cry1Ac毒蛋白的抗性倍数保持在5000倍以上,是理想的实验材料。2.抗CrylAc近等基因系小菜蛾的抗性相关生物学研究我们利用以上建立的抗CrylAc小菜蛾近等基因系种群NIL-R开展相关生物学研究。我们通过3次生命表对NIL-R种群的抗性适合度研究发现：在卵的大小、寿命、幼虫发育、成虫寿命和产卵量上,抗性种群NIL-R与敏感种群DBM1Ac-S相比没有显著差别,说明NIL-R没有出现发育的延迟；利用两种群的内禀增长率(Ro)计算相对适合度,三次生命表结果分别为1.016、0.940和0.932,说明抗Cry1Ac小菜蛾近等基因系种群NIL-R没有抗性适合度代价。根据交互抗性谱分析发现：NIL-R对CrylAb毒蛋白和Cry1Ah蛋白具有一定的交互抗性,对Cry1Ca毒蛋白和Cry1Ie毒蛋白没有交互抗性,由此我们可以推断小菜蛾对CrylA类毒蛋白可能具有共同的受体位点,而与Cry1Ca毒蛋白和Cry1Ie毒蛋白的受体位点不同。利用单对杂交实验和剂量对数-期望死亡机率曲线两种方法研究其遗传方式发现：抗性近等基因系种群NIL-R对Cry1Ac的抗性由一个常染色体、不完全隐形的基因位点决定。3.利用shotgun ESI-MS对小菜蛾幼虫中肠进行蛋白质基因组研究我们利用shotgun HPLC-ESI-MS/MS对小菜蛾幼虫中肠蛋白质进行测定,结合其基因组数据,完成了首个小菜蛾中肠蛋白质基因组分析。通过研究,一共得到了876,341张质谱图,将这些质谱图与小菜蛾基因组的蛋白质数据库及全基因组6框翻译的蛋白数据相比对,共鉴定出15,887条肽段。其中,12,004条肽段与已经发表的小菜蛾基因组中的预测蛋白质信息相匹配,同时发现了2113新肽段。利用这些发现的新肽段鉴定得到491个新基因,修正了202个小菜蛾基因组注释基因。通过对小菜蛾中肠蛋白质组的功能注释分析我们发现脂质消化作用相关酶和基因在小菜蛾中肠蛋白质中占据了重要地位,这可能是小菜蛾与其主要寄主十字花科作物的共进化的又一证据。同时我们从这些蛋白质数据鉴定到了大量与小菜蛾杀虫剂抗性相关的蛋白质,为小菜蛾适应性及广泛抗药性等的分子机理、功能基因组研究供了必要的数据支持。4.抗CrylAc近等基因系小菜蛾的比较蛋白质组研究我们利用iTRAQ技术,对NIL-R和DBM1Ac-S两个种群的中肠BBMV进行蛋白质定量比较研究,共筛选出了128个差异表达蛋白质。其中发现了氨肽酶和ABC转运蛋白质两个已报道的Bt受体蛋白质,在抗性种群中的表达量显著低于敏感种群。这可能说明这两个蛋白质也是Cry1Ac在小菜蛾中的受体。我们还发现了一个葡糖基转移酶的显著升高。另外,我们还发现了细胞色素P450解毒酶和谷胱甘肽转移酶两个解毒酶在抗性种群中显著升高的现象。随后,我们利用MRM技术对找出的差异蛋白质及已报道的Bt受体进行质谱定量检测,比较以上蛋白质在两个种群的中肠样品的表达量差异情况。MRM技术检测的结果与iTRAQ结果基本一致。另外,我们还发现氨肽酶、ABC转运蛋白质、碱性磷酸酶、钙黏蛋白以及鞘糖脂等潜在受体蛋白质在抗性小菜蛾中都有显著的降低。这个结果说明在本研究的小菜蛾种群抗Cry1Ac过程中,这些潜在受体蛋白质可能都不同程度的发挥着作用。