德国小蠊（Blattella germanica）是分布最广泛,也是最难治理的一类世界性家居卫生害虫,其能够作为媒介向人类传播多种病原体,主要包括细菌（如铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌）、真菌（如念珠菌属、曲霉属）和寄生虫（如十二指肠钩虫、蛔虫）等。此外,德国小蠊（其分泌物或尸体）还可能引发严重的过敏反应,如过敏性哮喘和鼻炎。目前,杀虫剂是对德国小蠊进行防治的主要手段。然而,由于德国小蠊对杀虫剂胁迫的毒理学、生理学及代谢响应机制认识的缺乏,阻碍了我们开发更加高效和环保的新型杀虫剂。脂肪体作为昆虫体内糖、脂和蛋白质代谢的中心,在外源物质的代谢和生物转化中起着重要作用。在细胞和分子水平上,昆虫脂肪体毒性的最直接机制是毒物与关键细胞成分（如线粒体）之间特异性的相互作用。线粒体是杀虫剂重要的作用靶标细胞器,但其细胞器水平上响应杀虫剂的机制鲜有报道。本研究从线粒体细胞器水平研究了德国小蠊脂肪体线粒体对阿维菌素胁迫响应的生理学指标及代谢物,综合解析了德国小蠊脂肪体线粒体对阿维菌素的生理学和代谢组学机制。主要研究结果如下:1.德国小蠊线粒体纯化体系的构建通过差速离心结合不连续Nycodenz密度梯度离心的方法对三个目（蜚蠊目、鞘翅目、膜翅目）的四种昆虫（德国小蠊、赤拟谷盗（Tribolium castaneum）、雷氏黄萤（Aquatica leii）和西方蜜蜂（Apis mellifera））的不同组织（脂肪体和肌肉）的线粒体进行了分离纯化。结果表明,经过Nycodenz密度梯度离心后,不同昆虫不同组织的线粒体均分布在20/23%介质层的位置。Western-blot分析进一步对纯化后的线粒体进行验证,结果显示线粒体内膜标记蛋白COXIV均在条带1（B1）的位置呈现阳性标记,并无其他细胞器（细胞膜、内质网、细胞核等）的污染。TEM观察线粒体超微结构显示,不同昆虫不同组织纯化后的线粒体均具有高密度分布及高完整性的特征。此外,通过对纯化后的线粒体进行詹纳斯绿B（JG-B）和JC-1染色发现,本研究建立的昆虫组织线粒体分离方法使线粒体在纯化后仍具有较好的活性。以上结果说明本研究构建的线粒体纯化方法具有普适性,可广泛应用于不同昆虫类群的不同组织线粒体的提取,且能在体外保持较好的线粒体活性,为下游线粒体实验奠定了物质基础。2.德国小蠊脂肪体线粒体对阿维菌素胁迫的生理响应通过测定在0.01 mg/m L和0.001 mg/m L浓度阿维菌素下,德国小蠊脂肪体线粒体的超微结构、肿胀度、琥珀酸脱氢酶（SDH）、异柠檬酸脱氢酶（IDH）等生理指标,探索德国小蠊脂肪体线粒体对阿维菌素胁迫的生理响应。通过透射电子显微镜（TEM）观察了不同浓度阿维菌素胁迫对线粒体超微结构的影响,结果表明阿维菌素胁迫诱导线粒体发生肿胀,扰乱其正常结构,从而使线粒体受到不同程度的损伤。肿胀度测量结果表明,在阿维菌素胁迫后,线粒体肿胀度发生了显著性的变化。通过进一步检测线粒体酶（SDH、IDH）的活性,在阿维菌素胁迫后,SDH、IDH的酶活性相比正常组发生了显著的改变,表明线粒体酶的生理活性发生了紊乱。3.德国小蠊脂肪体线粒体对阿维菌素胁迫的代谢组学研究运用代谢组学方法进一步分析0.001 mg/m L阿维菌素胁迫前后德国小蠊脂肪体线粒体代谢物水平的差异性,本研究总共鉴定到52个差异代谢物,包括36个上调和16个下调的差异代谢物。根据HMDB、KEGG数据库注释对所有616个代谢产物进行功能注释,并通过代谢通路富集对其中的差异代谢物进行功能分析,共有39条KEGG通路被显著富集。此外,为进一步研究德国小蠊参与阿维菌素胁迫响应的相关代谢物及其相关的关键代谢通路,结合以往对毒性响应相关的代谢物及通路的研究成果,本研究筛选了参与氨基酸代谢、TCA循环、氧化磷酸化（OXPHOS）、戊糖磷酸途径（PPP）、烟酸和烟酰胺代谢以及辅助因子生物合成等20条与毒性响应相关的关键代谢通路。此外,本研究确定了19种与能量代谢相关的差异代谢物,其中15种（2-氧代戊二酸、α-酮戊二酸（α-KG）、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）、蛋氨酸、琥珀酸半醛、2-脱氢-d-葡萄糖酸、5’-单磷酸腺苷（AMP）、腺苷二磷酸（ADP）、腺苷、d-脯氨酸、谷氨酸、癸酰肉碱、顺式-4-癸烯酰肉碱、l-辛酰肉碱、9,12-十六二烯基肉碱）代谢物水平在阿维菌素胁迫下呈现上调;相反,4种（S-腺苷同型半胱氨酸（SAH）、3-磷酸-d-甘油酸（3-PGA）、苏氨酸-精氨酸、亮氨酸）代谢物水平下调。本研究从线粒体的不同视角（如表型、生理和代谢）研究了德国小蠊对阿维菌素的响应机制。将有助于深入理解线粒体在德国小蠊抵抗杀虫剂中的作用,为开发新型杀虫剂提供理论参考。