小菜蛾 Plutella xylostella（L.）为世界性十字花科蔬菜重要害虫，并已成为最难防治的害虫之一，苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis（Bt）开发的生物农药在小菜蛾防治中发挥重要作用，但目前小菜蛾对Bt的抗性发展也引起了全球的关注，而其抗性机理还未被完全研究清楚。为此开展了本项目研究，选用还未在生产中应用的Cry2Ad毒素对小菜蛾进行抗性筛选，选育出抗Cry2Ad毒素的小菜蛾抗性品系，研究了抗Cry2Ad毒素小菜蛾种群的抗性遗传方式，并从抗Cry2Ad毒素小菜蛾抗菌肽特性方面初步探索其抗性机理。主要研究结果如下：
　　（1）从苏云金芽孢杆菌BRC-HZP10菌株中提取获得杀虫晶体蛋白，采用阳离子交换层析分离纯化毒素粗提液，用SDS-PAGE电泳法检验纯化效果，从而获得了Cry2Ad毒素。采用叶片饲喂法测定了Cry2Ad毒素对小菜蛾敏感品系Fuzhou-S的杀虫活性，测得其LC50为6.88μg/mL，95%置信限为5.66～7.92μg/mL，Cry2Ad毒素对小菜蛾有杀虫活性，并且小菜蛾取食Cry2Ad毒素72 h后死亡增长达到最高峰。
　　（2）通过比较Cry2Ad毒素在水中和喷施在萝卜苗上的稳定性，发现Cry2Ad毒素在水中极不稳定，Cry2Ad毒素水溶液在24 h后含量显著下降，而喷施于萝卜苗上毒力稳定性较好，喷施48 h内不影响其对小菜蛾的杀虫活性。
　　（3）观察了Cry2Ad毒素持续毒力对小菜蛾生长发育的影响，结果表明Cry2Ad毒素可使小菜蛾的每雌产卵量降低，幼虫总历期缩短，并且小菜蛾取食Cry2Ad毒素会，较多小菜蛾发育成的蛹无丝网包被，观察了这种发育不正常蛹后代的生长发育情况，发现由于Cry2Ad毒素造成发育不正常蛹的后代及次二代雌蛾产卵量显著下降，且幼虫总历期也显著缩短。
　　（4）选用Cry2Ad毒素对小菜蛾的LC75浓度喷施盆栽萝卜苗供小菜蛾取食，以筛选出抗Cry2Ad毒素小菜蛾。用Cry2Ad毒素持续筛选小菜蛾66代后，获得了相对于敏感品系抗性倍数达120倍的抗Cry2Ad毒素小菜蛾品系。建立了小菜蛾抗Cry2Ad毒素品系在没有Cry2Ad毒素的选择压下的种群生命表， Fuzhou-R2Ad品系相对于敏感品系Fuzhou-S相对适合度为0.29，Fuzhou-R2Ad品系小菜蛾一龄、三龄、四龄幼虫存活率都极显著降低，说明该抗性品系存在适合度劣势。Cry2Ad毒素长期密集使用可使小菜蛾产生抗性，但抗性小菜蛾存在适合度代价，如果对抗Cry2Ad毒素小菜蛾停止用药，可由于适合度代价使抗性种群数量减少。
　　（5）通过小菜蛾抗性品系Fuzhou-R2Ad和敏感品系Fuzhou-S正反交产生F1和F1’代，F1与F1自交产生F2代，以及F1与Fuzhou-S回交产生BC回交代，以此来分析抗Cry2Ad毒素小菜蛾抗性的遗传特征。比较F1和F1’ 幼虫对Cry2Ad毒素的毒力差异，来分析抗性是否有母体效应或性连锁。通过比较敏感品系、抗性品系和他们杂交后代的毒力反应，采用D、DLC、h和DWNT等参数来评价抗性优势度，控制抗性的基因数通过比较BC代和F2代死亡率与它们的期望值差异，并进行χ2检验来预测。试验结果表明，抗Cry2Ad毒素小菜蛾抗性为常染色体遗传，没有母体效应和性连锁，通过D、DLC、h和DWNT等参数皆可判断抗性为不完全隐性遗传，并预测该抗性由多基因或单基因的多个位点控制。小菜蛾对抗Bt小菜蛾的抗性遗传特性的研究将为延缓抗性发展及其抗性治理策略的制定提供理论依据。并且由于该抗性为不完全隐性遗传，可以采用高剂量庇护策略处理抗性杂合种群加以控制。
　　（6）比较了饲喂Cry2Ad诱导的抗Cry2Ad小菜蛾品系和敏感品系抗菌肽的含量和抑菌活性，结果显示，抗Cry2Ad小菜蛾被喂食Cry2Ad毒素后，体内抗菌肽含量显著增高，抑菌活性更强。并且未经过诱导处理的抗Cry2Ad毒素小菜蛾相对于敏感品系其抗菌肽含量也更高，活性也较强。说明小菜蛾抗菌肽与小菜蛾对Cry2Ad毒素的抗性有一定的相关性。通过SDS-PAGE电泳检验小菜蛾抗Cry2Ad毒素品系和敏感品系抗菌肽分子量，结果检测到抗Cry2Ad毒素小菜蛾抗菌肽有一分子量约为7.8 KDa特别条带，采用截留量10 Kda的超滤管和阴离子交换柱层析对抗Cry2Ad小菜蛾抗菌肽进行分离、纯化，得到具有抑菌活性的抗菌肽成分。抗Cry2Ad毒素小菜蛾抗菌肽的特性研究，为从抗菌肽方面研究小菜蛾对Cry2Ad毒素抗性机理打下理论基础。
　　本研究首次测定了Cry2Ad毒素对小菜蛾的活性及作用特点，可为Cry2Ad毒素的应用提供技术指导，并分析了小菜蛾Cry2Ad毒素的抗性遗传方式，以及抗Cry2Ad小菜蛾抗菌肽的发现和研究，将为进一步探索其抗性机理提供理论基础。