棉铃虫（Helicoverpa armigera）属鳞翅目（Lepidoptera）夜蛾科（Noctuidae）,是世界上最具破坏力的农作物害虫之一。该物种高度多食性,寄主植物多达200余种。目前,棉铃虫已对许多传统杀虫剂（包括拟除虫菊酯类和氨基甲酸酯类）产生了抗药性,因此对棉铃虫的控制依赖于更新的选择性杀虫剂,如多杀菌素、甲维盐、茚虫威和氯虫苯甲酰胺等。多杀菌素是一种大环内酯类杀虫剂,对鳞翅目害虫有很好的防治效果,其作用靶标是昆虫烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）。然而,在几种农业害虫中已经发现烟碱型乙酰胆碱受体α6亚基（nAChRα6）的突变与田间种群和实验室筛选品系对多杀菌素的高水平抗性有关。尽管在棉铃虫中尚未报道对多杀菌素的抗药性,但仍需要更好地了解其抗性机制,以开发新的抗性监测方法、改进抗性管理策略。在本研究中,对棉铃虫基因组中nAChR基因家族进行鉴定和分析,并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术介导的基因敲除来评估棉铃虫两个nAChR亚基（Haα6和Haα7）在多杀菌素抗性机制中的作用。在棉铃虫基因组中共鉴定到12个nAChR亚基,通过基因敲除证实Haα6是棉铃虫中多杀菌素的功能受体,而Haα7与多杀菌素杀虫作用无关。本文研究结果为开发棉铃虫多杀菌素靶标抗性的分子检测技术奠定基础,为制订不同作用机制药剂轮换使用的抗性治理对策提供依据。1、棉铃虫nAChR基因家族的分析以澳洲棉铃虫基因组序列为参考,使用BLAST工具,鉴定出了棉铃虫的12个nAChR亚基基因。根据棉铃虫基因组序列和鳞翅目昆虫的基因共线性,将棉铃虫的12个nAChR亚基基因分别定位于6条染色体上。氨基酸序列比对结果表明棉铃虫nAChR亚基具有半胱氨酸环配体门控离子通道超家族的共同结构特征。在棉铃虫nAChR的12个亚基中,Haα6和Haα7之间氨基酸相似性最高（66.02%）。棉铃虫和亲缘关系较近物种的nAChR亚基系统发育关系分析结果表明,nAChR亚基在不同物种中具有较高的保守性。转录组数据分析结果表明,棉铃虫nAChR的大部分亚基在卵期和幼虫腹神经索中具有较高的表达水平。通过对棉铃虫nAChR基因家族的鉴定和分析,为今后研究棉铃虫nAChR的功能和进化奠定了基础。2、棉铃虫nAChR亚基Haα6敲除品系和Haα7敲除品系的建立利用CRISPR/Cas9基因编辑技术介导的非同源末端连接修复机制,以棉铃虫敏感品系SCD为背景品系,人工构建出棉铃虫烟碱型乙酰胆碱受体Haα6和Haα7亚基敲除品系,分别命名为Haα6-KO和Haα7-KO。测序结果表明,Haα6-KO品系Haα6基因的第六个外显子上插入5bp,而Haα7-KO品系Haα7基因的第8个外显子上缺失5bp。这两种缺失突变将导致提前产生终止密码子,使蛋白翻译被提前终止进而产生截短蛋白,导致基因功能丧失。3、棉铃虫Haα6和Haα7亚基敲除品系对杀虫剂敏感性的测定为了明确棉铃虫Haα6和Haα7亚基的敲除对杀虫剂敏感性的影响,测定了两个敲除品系和敏感品系SCD对6种杀虫剂的敏感性。Haα6敲除品系（Haα6-KO）对多杀菌素（531倍）和乙基多杀菌素（1105倍）产生了高水平抗性,而Haα7敲除品系（Haα7-KO）对这两类杀虫剂的敏感性则无显著变化。与敏感品系SCD相比,Ha6-KO和Haα7-KO品系对甲维盐、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯和茚虫威这四种杀虫剂的敏感性均无显著变化。遗传分析表明,棉铃虫Haα6-KO品系对多杀菌素的抗性是常染色体不完全隐性遗传,并且Haα6缺失突变与多杀菌素抗性紧密连锁。上述结果表明Haα6是棉铃虫中多杀菌素的功能受体,而Haα7与多杀菌素杀虫作用无关。