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有机磷农药（Organophosphorus pesticide，OP）是一类用于防治农业、林业害虫的含磷有机化合物。目前，有机磷农药被广泛应用于桑园害虫的防治，然而由于其残毒期较长，生产上经常出现家蚕（Bombyx mori）误食带有有机磷农药的桑叶而引起中毒的现象。同时，由于桑园布局的不合理，在防治农田、果林害虫的过程中喷洒的有机磷农药经常会扩散到桑园中污染桑叶，这也对以桑为食的家蚕的生存产生了很大危害。经过长期的人为选择，家蚕对化学农药的抵抗力较弱，每年农药污染桑叶造成生丝的减产严重影响了蚕业经济的发展。纳米TiO2（Titanium dioxide nanoparticles，TiO2NPs）结构单元尺寸介于1nm到100nm之间，随着粒径的下降纳米TiO2的表面能和表面张力急剧增加，使纳米TiO2具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等。纳米TiO2的粒子效应使其具有抗菌、抗紫外线、自洁净等功效，因而被应用于各个方面，如工业中的涂料和颜料，防晒化妆品添加剂；在环境治理中用于空气净化、污水处理，抗菌除毒等。为了研究纳米TiO2是否能够减轻有机磷农药对家蚕的毒害作用，从而减轻蚕业损失，本文以家蚕品种“秋丰白玉”为研究材料，研究了纳米TiO2（5mg/L）对辛硫磷农药（4.2μg/mL）诱导下家蚕蛋白质代谢和碳水化合物代谢的影响；利用数字基因表达谱（DGE）技术，研究了纳米TiO2对辛硫磷诱导后家蚕脑组织和丝腺组织的基因转录以及生理功能的影响，主要研究结果如下：1．纳米TiO2缓解辛硫磷诱导的家蚕生化功能障碍以家蚕幼虫血淋巴为材料，研究辛硫磷对家蚕五龄幼虫蛋白代谢和碳水化合物代谢过程中代谢物以及酶的影响，通过添加纳米TiO2，研究纳米TiO2对缓解家蚕辛硫磷毒害作用的影响。结果表明，纳米TiO2预处理显著减轻了辛硫磷农药引起的蛋白水解、葡萄糖和丙酮酸盐含量下降，分别上调了56.7%、32.2%和41.5%；减轻了乳酸脱氢酶（LDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）活性的降低，分别上调了81.6%、74.9%和83.7%；抑制了游离氨基酸、尿素、尿酸和乳酸的积累；抑制了辛硫磷农药引起的蛋白水解酶、丙氨酸氨基转移酶（ALT）及天冬氨酸氨基转移酶（AST）活性增强，分别下调了35.6%、37.4%和37.6%。2．纳米TiO2缓解辛硫磷诱导的家蚕大脑神经损伤的分子机制以家蚕五龄幼虫脑为材料，研究纳米TiO2是否能够减轻辛硫磷诱导的家蚕脑损伤。结果显示，纳米TiO2预处理显著减轻了辛硫磷诱导的家蚕脑组织损伤及氧化应激，减轻了辛硫磷诱导的氨基酸类神经递质乙酰胆碱（Ach）、谷氨酸（Glu）和一氧化氮（NO）含量的增加以及单胺类神经递质去甲肾上腺素（NE）、多巴胺（DA）和5-羟色胺（5-HT）含量的减少，缓解了辛硫磷对乙酰胆碱酯酶（AChE）、Na+/K+-ATPase、Ca2+-ATPase和Ca2+/Mg2+-ATPase活性的抑制以及对总一氧化氮合酶（TNOS）活性的增强。此外，数字基因表达谱数据表明，辛硫磷处理导致295个基因显著差异表达，而纳米TiO2+辛硫磷组中有472个基因显着差异表达；实时荧光定量PCR显示，纳米TiO2预处理显著抑制了辛硫磷诱导的家蚕神经传导，氧化应激及细胞凋亡相关基因ace1、cytochrome-c、caspase-9、caspase-3、saposin-like (Bm109)表达上调以及BmIap表达下调。另外纳米TiO2预处理显著抑制了辛硫磷诱导家蚕离子转运和能量代谢相关基因的H+transporting ATP synthase和vacuolar ATP synthase表达下调。3．纳米TiO2缓解辛硫磷诱导的家蚕丝腺损伤的分子机制以家蚕五龄幼虫丝腺为材料，研究纳米TiO2是否能够减轻辛硫磷诱导的家蚕丝腺损伤。结果表明，辛硫磷处理导致丝腺严重损害，而纳米TiO2预处理减轻了辛硫磷引起的家蚕丝腺损伤，增强了丝腺的抗氧化能力。此外，数字基因表达谱数据表明，辛硫磷处理导致833个基因显著差异表达。特别是辛硫磷处理引起Ser2、Ser3、丝素轻链（Fibrion light chain，Fib-L）基因及P25丝蛋白合成过程中关键基因表达量显著下调，S-甲酸谷胱甘肽水解酶（Sfgh）基因、泛素羧基末端水解酶L3（Uchl3）基因及S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶（Salhh）基因蛋白水解相关基因的显著上调。纳米TiO2+辛硫磷组中有754个基因显着差异表达，纳米TiO2单独处理组中有308个基因显著差异表达。辛硫磷处理下纳米TiO2预处理增加了家蚕幼虫丝腺中Ser2、Ser3、Fib-L及P25的表达量，减少了Sfgh、Uchl3及Salhh的表达量。本研究阐明了纳米TiO2对减轻辛硫磷农药对家蚕五龄幼虫毒害作用的分子机制，为防护家蚕农药中毒提供新的思路，为纳米TiO2在蚕业生产中的产业化应用提供了可靠的数据。