印楝素是一种高效、低毒、易降解和低残留的生物源农药,对鳞翅目昆虫棉铃虫具有良好的防治效果,其作用机制是通过抑制幼虫取食,使之产生拒食效应,进而导致昆虫死亡。印楝素抑制糖原的合成,海藻糖不仅是昆虫体内的糖原而且是昆虫的“血糖”,而海藻糖酶（Trehalase,Treh）是目前已知的唯一能够水解海藻糖为葡萄糖的酶。海藻糖酶在昆虫生长发育、能量供应、几丁质生物合成和非生物胁迫等方面发挥着重要作用。印楝素是否通过调控海藻糖酶影响昆虫蜕皮变态并不清楚。在完全变态昆虫中,幼虫的蜕皮变态由蜕皮激素（20-hydroxyecdysone,20E）直接控制,该过程需要消耗大量能量。研究显示可溶型海藻糖酶（soluble Trehalase,Treh1）参与蜕皮变态过程,且Treh1转录表达和酶活性受到20E上调,但其中的分子机制研究并不深入。本研究以棉铃虫（Helicoverpa armigera）为研究材料,研究了印楝素抑制HaTreh1活性最终导致幼虫变态失败的分子机制。本研究主要结果如下:1、印楝素抑制棉铃虫幼虫蜕皮变态和Treh活性饲喂1μg/m L印楝素后,5龄棉铃虫幼虫发育延迟、蜕皮异常、幼虫体重减轻且死亡率升高,最终死亡率达到93.33%,显著高于对照组的5.56%。分别饲喂1μg/m L和5μg/m L印楝素后,6龄棉铃虫幼虫发育延迟、无法正常变态化蛹、幼虫体重均显著降低且死亡率显著升高。幼虫对印楝素的反应具有剂量依赖效应。q RT-PCR结果显示,HaTPS1、HaTreh1和HaTreh2基因转录水平均显著降低,但HaTreh1基因表达量下降趋势更为明显。酶活测定结果显示,饲喂印楝素后,幼虫中肠中HaTreh1和HaTreh2酶活均显著降低,HaTreh1酶活降低更为显著。海藻糖含量测定结果显示,与对照组相比,饲喂1μg/m L和5μg/m L印楝素后幼虫中肠中海藻糖含量均显著降低,且具有剂量依赖效应。葡萄糖含量测定结果显示,与对照组相比,饲喂1μg/m L和5μg/m L印楝素幼虫中肠中葡萄糖含量均显著降低。2、20E通过核受体途径上调HaTreh1的转录表达组织发育表达模式分析结果显示,在表皮中,HaTreh1转录和酶活在蜕皮和变态期达到峰值;在中肠中,HaTreh1转录和酶活也在变态期达到峰值。20E处理上调HaTreh1的转录,敲低HaEc R-B1和HaUSP1转录表达导致20E无法上调HaTreh1转录表达。3、降低HaTreh1转录表达导致幼虫体重下降和死亡率升高在5龄幼虫中,注射ds HaTreh1成功敲低HaTreh1转录表达后,幼虫体重显著降低;在注射ds HaTreh1的24和48 h后的死亡率分别为5.50%和24.40%,显著高于注射ds GFP对照组的1.10%和6.00%。在6龄幼虫中,注射ds HaTreh1后24到144 h,幼虫体重均低于注射ds GFP对照组,实验组最终死亡率达到93.10%,显著高于对照组的7.60%。4、20E增强HaTreh1和HaATPs-α直接结合控制ATP的产量亚细胞定位结果显示,HaTreh1定位于线粒体。酵母双杂交、免疫共沉淀和GST下拉实验证明20E增强HaTreh1和HaATPs-α的直接结合。在6龄幼虫中敲低H a Treh1、H a A TP s-α或同时敲低H a Treh1和HaA TP s-α转录水平后,20E无法增加ATP的产量。5、印楝素抑制20E信号通路下游基因转录表达并降低ATP产量饲喂1μg/m L和5μg/m L印楝素后,6龄棉铃虫幼虫中肠中20E信号通路基因HaEc R-B1、HaUSP1和HaHR3基因转录水平均显著降低。与此同时,HaATPs-α的转录水平也显著降低。ATP含量测定结果显示,饲喂印楝素降低虫体ATP的产量。综上所述,本研究揭示了饲喂印楝素抑制海藻糖酶的活性,导致20E无法增强HaTreh1和HaATPs-α互作而控制ATP产量,并且抑制20E信号转导,最终导致幼虫蜕皮变态失败的分子机理。