二化螟属于鳞翅目螟蛾科，是水稻上重要的钻钻蛀性害虫之一。二化螟在我国的危害范围很广，并且除了水稻外还可以危害茭白、甘蔗等多种作物。长期连续的使用杀虫剂，必然会带来抗药性问题。水稻的水田生长环境和粮食作物的特性使得可以用于水稻害虫防治的杀虫剂种类有限，因此亟需高效合理的抗性治理措施以延缓现有杀虫剂的使用寿命。抗性机理的深层分子机制研究可以为抗性治理措施的发展提供理论基础。本文监测了不同地区二化螟对几种常见杀虫剂的抗性，并对二化螟主要解毒代谢酶基因进行了克隆和分析，还通过诱导实验研究了二化螟解毒代谢酶基因对不同杀虫剂的诱导响应，相关研究结果可以为二化螟抗性治理措施的发展提供理论依据。　　1.不同地区水稻二化螟抗药性监测　　利用准确可靠的方法监测掌握害虫田间抗药性动态，是害虫抗药性治理的关键。本研究首先利用室内敏感品系和野外田间种群比较研究了2种螟虫抗药性测定方法，结果表明初孵幼虫药膜法方法使用简便，监测抗性灵敏度高，可用于二化螟的抗性监测。其后利用初孵幼虫药膜法测定了我国7个地理种群二化螟对氯虫苯甲酰胺、丁烯氟虫腈、三唑磷和丙溴磷的抗性水平，结果表明，我国多数稻区的二化螟对三唑磷和丙溴磷都产生了高水平抗性，仅有四川万州等少数地区仍保持敏感水平;但对新药氯虫苯甲酰胺大都保持敏感，仅有浙江金华等极少数地区的二化螟敏感性下降，开始产生低水平抗性（9.4倍）;以室内敏感品系虽然没有检测出丁烯氟虫腈的抗性，但地区种群之间差异较大，表明局部地区可能因氟虫腈的施药历史存在交互抗性。第三，利用广西地区的3种螟虫比较了6种杀虫剂对二化螟、大螟和台湾稻螟的毒力差异，结果表明，仅有阿维菌素和杀虫单等少数药剂对不同螟虫具有相似的毒力，其余大都表现出明显的毒力差异:氯虫苯甲酰胺对台湾稻螟毒力相对较差;丁烯氟虫腈对二化螟的毒力显著大于大螟，而醚菊酯和三唑磷对大螟的毒力显著高于二化螟，这三种药剂对台湾稻螟的毒力均位于二化螟和大螟之间。讨论认为目前防治水稻螟虫应该限制使用有机磷等已经产生较高水平抗性的老农药品种，新药使用首先应注意抗药性治理，延缓抗性发展，尤其是高抗地区，其次是应该针对当地的螟虫优势种选择药剂，进行针对性药剂防治。　　2.二化螟P450基因的转录组分析　　研究昆虫全基因组CYP基因有利于弄清参与特定生理生化功能的P450基因，进而可以开发新型害虫防控技术，以及抗药性精准监控技术。本研究利用转录组和基因组数据进行二化螟的全基因组CYP基因研究，共发现并命名72个二化螟CYP基因，并克隆获得其中25个基因的全长编码序列。序列分析显示二化螟CYP基因的编码区约含1500bp的核苷酸，编码500个氨基酸左右。72个CYP基因分属于4个集团、26个家族和37个亚家族，通过构建二化螟、家蚕、蜜蜂和果蝇共261个P450氨基酸序列的进化树，证实了这些基因与昆虫，尤其是鳞翅目昆虫相应CYP基因的亲缘关系。通过脊椎动物门和无脊椎动物门的22个物种中CYP基因在4个集团之间的分配比较，不仅发现CYP3基因集团在昆虫纲的物种中存在明显的扩增，还发现二化螟CYP6AB亚家族也存在明显的扩增，且可能与二化螟降解寄主次生代谢物质相关。此外，本研究还在二化螟CYP基因中首次发现新的CYP321F亚家族，由4个无内含子的基因组成，且可能与二化螟的抗药性相关。利用已在其他昆虫中报道的31个抗性相关基因在二化螟的CYP基因中查找到10个同源基因，为二化螟抗药性的深入研究奠定了扎实基础。　　3.二化螟中EST和GST基因的转录组分析　　酯酶(EST)和谷胱甘肽S-转移酶(GST)和P450细胞色素多功能氧化酶都是昆虫重要的解毒代谢酶。本研究在已有工作的基础上，综合利用二化螟的转录组和基因组数据，搜索验证获得了27条GST基因和17条新的的EST基因，使二化螟EST基因数达到51个，与已报道的鳞翅目昆虫全基因组EST基因数相当。对已有大于300aa的EST基因进行进化树分析发现，30条二化螟EST基因中有8条与家蚕EST基因有1∶1的直系同源基因，有6条与棉铃虫EST基因有1∶1的直系同源基因，表现出明显的亲缘和较近的适应进化关系。亚细胞定位结果显示30条酯酶基因中有15条位于细胞的细胞质中，有6条位于细胞外，4条位于内质网，4条位于线粒体，1条位于细胞内骨架。BlastX结果显示二化螟的27条GST基因中的24条分别属于theta、omega、epsilon、zeta、delta、sigma6个家族，3条属于unclassified，它们与其他鳞翅目昆虫GST具有最高的相似度。本研究为进一步深入研究二化螟EST和GST基因家族中各基因的具体功能奠定了基础。　　4.二化螟解毒酶基因对不同杀虫剂的诱导响应　　外源化合物可以诱导昆虫体内的代谢酶，本研究通过亚致死剂量处理二化螟，分析了氯虫苯甲酰胺、阿维菌素和三唑磷对二化螟P450、EST和GST基因的诱导效应。结果表明阿维菌素诱导后二化螟中11个P450基因、8个EST基因和5个GST基因表达量出现了上调，氯虫苯甲酰胺诱导后有9个P450基因、11个EST基因和3个GST基因的表达量上升，而三唑磷诱导后有19个P450基因、8个EST基因和4个GST基因的表达量出现上调。其中P450基因中的CYP9A68和CYP321F3，EST基因中的CsuEst21、CsuEst22、CsuEst36和CsuEst44和GS基阻中的CsuGst5，CsuGst9均能在3种不同作用机制的杀虫剂的诱导下表达量上调。讨论初步认为，不同杀虫剂诱导的解毒代谢酶基因不尽相同，其中有些基因的诱导药剂谱较广。但就这些基因与杀虫剂的解毒、抗性和交互抗性的关系，尚需进一步深入研究。