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褐飞虱作为抗药性最严重的粮食作物害虫,近年来抗药性事件频发。褐飞虱对杀虫剂产生抗性依赖于其体内解毒代谢增强。近年来的研究显示,抗生素引起的共生细菌结构破坏可显著改变褐飞虱核心解毒酶基因的表达,从而进一步降低宿主对杀虫剂的解毒代谢能力,暗示褐飞虱解毒酶基因表达与共生细菌存在潜在的互作机制。本实验室前期研究发现杀虫剂胁迫可显著诱导褐飞虱共生细菌Wolbachia含量增加,推测共生细菌Wolbachia在褐飞虱对杀虫剂的解毒代谢中扮演积极的角色,基于此,本研究以共生细菌Wolbachia为切入点,证实共生细菌Wolbachia介导了褐飞虱在高温和四环素胁迫下药剂敏感性变异,明确共生细菌Wolbachia介导褐飞虱和黑腹果蝇对杀虫剂的解毒代谢,探究共生细菌Wolbachia调控褐飞虱解毒代谢信号通路。主要结果如下:1.筛选并鉴定调控褐飞虱解毒代谢基因表达的共生细菌基于浸根法筛选靶向褐飞虱不同核心共生细菌的抗生素,发现四环素、环丙沙星和舒巴坦酸选择性抑制褐飞虱核心共生细菌;利用不同抗生素塑造不同共生细菌结构的褐飞虱种群,且显著影响褐飞虱解毒代谢基因的表达模式。通过Procrustes分析揭示了四环素处理褐飞虱种群塑造的共生细菌结构与宿主解毒酶基因表达谱显著相关,共生细菌差异分析筛选四环素特异性抑制的共生细菌Wolbachia,其含量与褐飞虱解毒代谢核心P450基因Nl CYP4CE1和Nl CYP6CW1表达量显著正相关（相关系数分别为0.76和-0.46）,表明共生细菌Wolbachia在调控褐飞虱解毒代谢基因表达中发挥重要作用。2.证实Wolbachia介导褐飞虱在高温和四环素胁迫下药剂敏感性变异为进一步验证共生细菌Wolbachia与宿主解毒酶基因表达之间的关系,利用四环素和高温胁迫成功破坏褐飞虱共生细菌结构并成功抑制共生细菌Wolbachia,发现抑制共生细菌Wolbachia的褐飞虱种群对杀虫剂的敏感性显著升高,解毒酶P450和GST活力显著下降,分别有30（4个GST基因和26个P450基因）和20（7个GST基因和13个P450基因）条解毒酶基因在四环素和高温处理后显著下调表达,其中有11条（1个GST基因和10个P450基因）解毒酶基因在两种处理中均显著下调,包括核心P450基因Nl CYP4CE1和Nl CYP6AY1,表明这些解毒酶基因的下调表达是高温和四环素影响宿主杀虫剂敏感性的可能原因。高温对抗生素处理褐飞虱种群的杀虫剂的解毒代谢无显著影响,表明共生细菌介导高温和四环素胁迫下褐飞虱杀虫剂敏感性变异,特别是共生细菌Wolbachia。明确共生细菌Wolbachia调控褐飞虱解毒酶基因上调表达进一步介导宿主在高温和四环素胁迫下的杀虫剂敏感性变异。3.明确Wolbachia介导褐飞虱和黑腹果蝇对杀虫剂的解毒代谢为明确共生细菌Wolbachia对褐飞虱和黑腹果蝇杀虫剂解毒代谢的影响,基于获赠的WI（感染共生细菌Wolbachia）和WU（不感染共生细菌Wolbachia）的褐飞虱种群、Dmel w Mel（感染共生细菌Wolbachia）和Dmel w Mel T（不感染共生细菌Wolbachia）的黑腹果蝇种群分析了感染共生细菌Wolbachia对宿主杀虫剂解毒代谢的影响,结果表明,感染共生细菌Wolbachia显著降低褐飞虱对杀虫剂的敏感性,提高褐飞虱解毒酶P450和GST活力并提升褐飞虱杀虫剂解毒代谢核心P450基因的表达,特别是共生细菌Wolbachia可显著诱导褐飞虱对吡虫啉代谢相关解毒酶基因表达量上升。类似的,感染共生细菌Wolbachia显著增加黑腹果蝇对杀虫剂的抵抗能力,提升解毒酶P450和GST活力,同时显著上调黑腹果蝇代谢吡虫啉相关P450基因Dm CYP6g1和Dm CYP6g2的表达,表明共生细菌Wolbachia通过调控宿主解毒酶基因表达介导宿主的解毒代谢。4.探究共生细菌Wolbachia响应杀虫剂调控褐飞虱解毒代谢信号通路为明确共生细菌Wolbachia调控褐飞虱解毒代谢机制,基于褐飞虱异源物质感受器家族转录因子筛选,发现共生细菌Wolbachia调控褐飞虱解毒代谢基因的核心效应因子Nl Cnc C在Wol+的褐飞虱种群中表达量显著高于Wol-褐飞虱种群。沉默Nl Cnc C可显著抑制褐飞虱解毒酶基因特别是核心P450基因Nl CYP4CE1和Nl CYP6AY1的表达,从而降低解毒酶活力,增加褐飞虱对杀虫剂的敏感性。此外,沉默Nl Cnc C阻断高温对褐飞虱杀虫剂敏感性的影响,表明Nl Cnc C通路介导Wolbachia对褐飞虱解毒代谢的调控。为进一步阐明共生细菌Wolbachia响应杀虫剂调控宿主解毒代谢机制,通过杀虫剂胁迫褐飞虱发现共生细菌Wolbachia的含量和免疫相关基因Nl Duox的表达呈互补趋势,基于RNAi和百草枯胁迫证实Nl Duox依赖的ROS可显著影响褐飞虱共生细菌Wolbachia的含量,沉默Nl Duox可显著抑制褐飞虱解毒酶基因Nl CYP4CE1和Nl CYP6ER1的表达,解毒酶基因在吡虫啉诱导期间持续高表达,而共生细菌Wolbachia与Nl Duox则交替激活,表明Nl Duox依赖的ROS与共生细菌Wolbachia在杀虫剂胁迫时协同激活解毒酶基因代谢杀虫剂。综上,本研究揭示了共生细菌Wolbachia调控褐飞虱解毒代谢的机制,研究结果有助于深化对昆虫共生细菌与宿主互作理论的理解。