棉铃虫（Helicoverpa armigera）是一种世界性分布、危害严重的多食性害虫,发生严重时可造成农业生产的巨大损失。同时,化学杀虫剂和Bt棉的长期使用使棉铃虫田间种群对多数化学农药产生了抗性,对Bt棉抗性也存在持续进化。因此,急需应用有效的抗性治理措施来应对棉铃虫凸显的抗性问题。贮存蛋白（Hexamerin）家族在昆虫生长发育和新陈代谢中发挥重要功能,参与昆虫基因调控、蛋白质合成和贮存、能量供给、生殖发育、免疫调节等多方面生理过程。该基因芳基贮存蛋白Arylα和核黄素结合型贮存蛋白RbH在鳞翅目昆虫取食Bt毒素后可能发挥促中肠干细胞应激性增殖功能和促免疫增强功能。然而,这些功能的具体机制并不清晰,贮存蛋白家族其它基因是否发挥相似功能也完全未知。棉铃虫作为Bt毒素的重要靶标害虫,贮存蛋白在幼虫应激Bt毒素过程中的功能也缺少证据。为了探索贮存蛋白基因在棉铃虫应激Bt毒素过程中发挥的功能,寻求基于Bt毒素作用机制和害虫Bt抗性机制来制定抗性治理措施,本文对棉铃虫贮存蛋白家族8个基因进行了克隆和表达模式、结构功能分析;检测了这些基因对多种Bt毒素处理的表达响应和对应的中肠细胞反应。结果可为完善Bt毒素作用机制和棉铃虫Bt抗性机制提供理论依据和创新视野,为实施田间抗性治理策略特别是转基因双价Bt棉花Bt基因的选用提供理论借鉴。本文的主要研究结果如下:1.棉铃虫贮存蛋白基因的分子克隆及表达谱分析本文基于棉铃虫基因组数据,以棉铃虫5龄幼虫头、中肠、脂肪体组织混合cDNA为模板,扩增并克隆了贮存蛋白家族8个基因的开放阅读框全长序列。预测和分析了氨基酸序列及蛋白分子量、等电点、信号肽、特异氨基酸组成和功能域等信息;与其他鳞翅目昆虫贮存蛋白的氨基酸序列进行比对并构建了系统进化树。结果显示,8个基因编码的蛋白质特征均符合贮存蛋白特点,归类为六种贮存蛋白,分别为芳基贮存蛋白（2个）、核黄素结合型贮存蛋白、富甲硫氨酸贮存蛋白、中度富甲硫氨酸贮存蛋白（2个）和两种类芳基贮存蛋白。这些蛋白具有典型的保守功能域:Hemocyanin-N、Hemocyanin-M和Hemocyanin-C,与鳞翅目夜蛾科、蚕蛾科等的基因同源性较高。通过qRT-PCR检测了不同贮存蛋白基因在棉铃虫不同龄期和不同组织中的表达模式。结果显示,不同贮存蛋白基因表达模式存在明显差异,部分基因主要在预蛹期高表达,蛹期明显下降,其他龄期表达量很低,而部分基因在低龄期就有表达,而在幼虫末龄表达量较低,蛹期和成虫再次达到表达高峰期。部分贮存蛋白基因在表皮和脂肪体中高表达,部分在头部的表达量较高。不同贮存蛋白基因存在差异的且特异性时空表达模式,暗示了同为贮存蛋白,不同种类基因的功能可能存在明显差异。2.棉铃虫取食Bt毒素后贮存蛋白基因的表达响应前文结果显示,芳基贮存蛋白基因HaArylα和HaArylβ、核黄素结合型贮存蛋白基因HaRbH在棉铃虫幼虫期肠道和脂肪体存在一定水平的表达。肠道是棉铃虫取食Bt毒素后直接接触的组织细胞,而脂肪体是与肠壁细胞直接交换的组织细胞,以上3种贮存蛋白基因在细胞中的表达响应可能反映其在棉铃虫应激Bt毒素中的功能。本文应用qRT-PCR技术检测了棉铃虫五龄幼虫取食Bt毒素不同时间后肠道（前肠、中肠、后肠）细胞和脂肪体细胞中HaArylα、HaArylβ和HaRbH的表达响应。结果显示:幼虫取食Cry1Ac毒素1h,各组织中不同基因相对表达量无显著变化;取食2h,各基因在各组织中的相对表达量均有不同程度上调,其中以HaRbH在前肠的上调程度最为显著,平均达到600倍左右,其他组织上调程度次之,而HaArylα和HaArylβ上调主要发生在前肠;取食4h,3个基因在前肠中的表达上调程度有所下降,而HaArylα和HaArylβ在中肠和脂肪体中的表达上调程度上升。取食相同浓度Cry2Ab毒素,3个贮存蛋白基因表达响应模式与取食Cry1Ac不同,HaRbH表达量无显著变化,HaArylα仅在取食2h的前肠中上调,而HaArylβ在不同处理时间和不同组织中表达显著下调。结果暗示了HaArylα、HaArylβ和HaRbH在棉铃虫响应Bt毒素毒力过程中发挥不同功能,而Cry2Ab和Cry1Ac毒素杀虫机制不同;各基因在前肠中的表达响应暗示前肠细胞可能参与昆虫与Bt毒素互作过程。3.棉铃虫幼虫取食Cry1Ac毒素对其肠道细胞反应的影响贮存蛋白基因HaArylα、HaArylβ和HaRbH在棉铃虫肠道细胞响应Cry1Ac毒力过程中发挥不同功能。为推测其功能是否与肠道细胞反应相关,本文应用TUNEL和EDU技术检测了幼虫取食Cry1Ac后肠道组织（前肠、中肠和后肠）的细胞反应。TUNEL细胞凋亡信号检测结果显示,取食Cry1Ac毒素1h,棉铃虫幼虫肠壁细胞基本不发生凋亡反应;取食2h,前肠、中肠细胞出现大量凋亡信号,而取食4h凋亡反应信号仍强烈。EDU细胞增殖信号检测结果显示,取食Cry1Ac毒素2h和4h,前肠和中肠细胞都存在强烈的细胞增殖信号。结果暗示了HaArylα、HaArylβ和HaRbH参与棉铃虫响应Cry1Ac毒素而发生的前肠和中肠细胞凋亡、增殖反应,但三者的具体功能未知。结合文献和本文结果推测HaRbH可能参与结合和运输Cry1Ac过程,而HaArylα、HaArylβ可能参与促干细胞增殖过程。