棉铃虫（Helicoverpa armigera）是世界性分布的重要农业害虫。在我国,其主要寄主为棉花,但具有高度多食性,对多种作物具有毁灭性危害。转基因Bt（Busillus thuringiensis）棉花的推广种植有效降低了我国棉铃虫田间种群数量,但棉铃虫对Bt毒素的抗性进化正严重威胁着Bt棉的使用寿命。尽管如此,国内外对棉铃虫的化学防治和致病微生物防治经验仍表明,利用致病细菌和细菌源杀虫物质防治鳞翅目害虫具有广泛的理论和应用价值。本文从棉铃虫幼虫病死虫体内分离出一株昆虫致病细菌,编号为HAEC1。利用基因组测序和持家基因比对对其进行了鉴定和生物信息学分析;利用生物测定检测了HAEC1对鳞翅目害虫棉铃虫、斜纹夜蛾（Spodoptera litura）、甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）和小菜蛾（Plutella xylostella）及鞘翅目害虫茄二十八星瓢虫（Henosepilachna vigintioctopunctata）幼虫的经口杀虫活性;应用免疫组化技术初步分析了 HAEC1通过攻击中肠细胞造成幼虫死亡的致病机理。研究结果可为开发新型微生物杀虫剂提供理论和应用基础。主要研究结果如下:1.棉铃虫幼虫致病细菌HAEC1对多种害虫胃毒杀虫活性测定为明确棉铃虫幼虫致病细菌HAEC1对多种害虫的杀虫活性,本文对其杀虫毒力进行了生物测定。结果显示,相对于大肠杆菌（Esherichia coli）,HAEC1对4种鳞翅目昆虫包括棉铃虫、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾和小菜蛾的幼虫均具有显著的胃毒杀虫活性。其中对棉铃虫、甜菜夜蛾2龄初期幼虫的杀虫活性最高,其次为小菜蛾和斜纹夜蛾。取食同一浓度HAEC1后,棉铃虫和甜菜夜蛾幼虫死亡率均超过90%。HAEC1对棉铃虫、甜菜夜蛾和斜纹夜蛾幼虫生长具有显著抑制作用。对鞘翅目昆虫茄二十八星瓢虫2龄初期幼虫无显著杀虫活性,但对生长同样具有显著抑制作用。选择HAEC1两个菌株 Ec1-5 和 Ec2-5 测定其杀虫 LC50,分别为 0.049-0.297×109cfu/ml 和 0.112-2.814×109cfu/ml,显著低于对照细菌。以上结果表明,棉铃虫幼虫致病细菌HAEC1对多种鳞翅目害虫表现显著的胃毒杀虫活性,具有开发为鳞翅目害虫广谱微生物杀虫剂的潜力。2.昆虫致病细菌HAEC1的鉴定和生物信息学分析为明确HAEC1的种属关系,预测HAEC1对鳞翅目昆虫的致病机制,本文利用基因组测序对HAEC1进行了鉴定和生物信息学分析。测定该菌全基因组序列,获得230625个read;组装后的基因组由3个contig组成,大小约为5.2Mbp。利用OrthoANI程序计算全基因组亲缘性比较并通过逻辑回归方程计算DDH值验证,随后利用16S rDNA和持家基因串联与已知菌种同源序列构建系统进化树鉴定HAEC1,结果显示HAEC1与E.cancerogenus strain CR-Eb1 达到同一菌种标准,HAEC1 为 E.cancerogenus,这与其形态和生物特征一致。预测HAEC1含4772个蛋白编码区。利用COG功能富集对编码蛋白进行功能注释,结果显示,参与糖类和氨基酸的转运及代谢的蛋白种类最多,分别占总蛋白的11.3%和10.4%,参与转录过程的蛋白次之,为10.2%。KEGG分析显示,参与物质代谢过程（30.8%）和环境信息处理过程（15.3%）的蛋白种类最多,其中参与糖类代谢和氨基酸代谢的蛋白分别为10.2%和7.5%,参与膜转运的蛋白为10.3%。GO功能富集分析显示,参与催化活性、代谢和细胞过程的蛋白比例最高,超过10%。以上结果表明肠杆菌HAEC1为典型的寄生型细菌,其丰富的物质代谢、环境信息处理和转录过程相关基因可能参与与寄主细胞的互作,同致病机理密切相关。3.肠杆菌HAEC1对棉铃虫幼虫中肠细胞致病过程分析昆虫中肠是消化、吸收营养物质的主要组织,也是致病细菌侵染的重要靶标。棉铃虫幼虫取食肠杆菌后发生严重的病理症状,推测肠杆菌通过中肠侵入血淋巴致病。本文通过组织病理学切片HE染色、TUNEL和EDU免疫荧光染色检测技术,对棉铃虫幼虫取食肠杆菌后的虫体中肠细胞反应进行检测。组织病理学观察显示:幼虫取食肠杆菌2-12h,中肠基本保持原状态,但肠壁变薄,伴随底膜分离现象;TUNEL检测显示,幼虫取食肠杆菌2-12h,中肠上皮细胞发生强烈的细胞凋亡反应,细胞数量显著下降;EDU检测显示,幼虫取食肠杆菌2-6h中肠细胞发生增殖反应,6h增殖反应强烈,12h增殖反应减弱。以上结果表明,肠杆菌可能逃避消化道免疫反应,进入中肠攻击中肠上皮细胞造成细胞凋亡,通过中肠进入血淋巴进一步侵染;在该过程中,中肠再生细胞通过快速增殖修复损伤的中肠。结果为详细解释肠杆菌致病鳞翅目幼虫的分子机理提供了研究方向和理论基础。