小菜蛾(Plutella xylosella)是重要的世界性十字花科蔬菜害虫。羧酸酯酶是重要的解毒酶系之一,可以介导多类杀虫剂对多种害虫的抗药性。本文依据现有的小菜蛾基因组和转录组数据进行分析,从中筛选出3个在毒死蜱抗性种群和2个在氟虫腈抗性种群中特异性高量表达的基因。采用点滴法测定毒死蜱和氟虫腈对小菜蛾敏感种群和抗性种群的毒力,以及羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)对两种杀虫剂的增效作用;以LC30和LC50浓度的毒死蜱和氟虫腈分别处理抗性小菜蛾,测定药剂处理后CarE酶活性的变化;利用qRT-PCR技术分析Pxae21,Pxae22和Pxae31在小菜蛾不同发育阶段、组织和种群的表达模式;利用dsRNA干扰候选基因后观察基因的表达变化和小菜蛾3龄幼虫对药剂敏感性的变化。1.小菜蛾毒力测定和磷酸三苯酯的增效作用毒力测定结果表明,实验室毒死蜱抗性种群的抗性倍数高达3638倍,氟虫腈抗性种群的抗性倍数为284.2倍。羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯(TPP)增效作用试验,表明TPP可以降低小菜蛾对毒死蜱和氟虫腈的敏感性,增效倍数分别为7.8倍和6倍。2.小菜蛾低剂量处理对羧酸酯酶比活力的影响用毒死蜱LC30和LC50低剂量处理小菜蛾3龄幼虫后发现,CarE比活力在短期内受到抑制,随后CarE比活力升高并在48 h显著高于对照处理。同样,用氟虫腈低剂量LC30和LC50处理小菜蛾后,短期内处理组羧酸酯酶比活力受到抑制,但随后CarE比活力升高,在24 h达到最高,分别是对照处理的2.53倍和1.75倍。上述结果表明CarE比活力受毒死蜱和氟虫腈处理的诱导。3.小菜蛾3个羧酸酯酶基因的表达模式Pxae21、Pxae22和Pxae31在氟虫腈抗性种群和毒死蜱抗性种群中的表达量均显著高于敏感种群,且主要在幼虫期表达量较高。组织表达模式分析发现,这三个基因主要在中肠组织表达,在头部、表皮、脂肪体中基本不表达。4.小菜蛾羧酸酯酶抗性候选基因的功能验证RNAi后基因表达模式分析发现,在48 h毒死蜱抗性种群Pxae21、Pxae22和Pxae31的表达量均显著低于对照处理(dsgfp),分别降低了 83.9%、92.8%和67.5%。在氟虫腈抗性种群中,dsPxae22和dsPxae31都能够引发小菜蛾表达水平的显著降低。在36 h表达量显著低于对照处理并达到最低,相较对照组表达量分别降低65%和63%。上述结果表明dsRNA可以有效干扰小菜蛾抗性种群中的Pxae21、Pxae22和Pxae31。