自1996年开始,转Bt基因棉花的投入使用,标志着一种新的依赖植物自身产生杀虫蛋白的防治策略被应用到保护作物、防治害虫上来。Bt作物的经济效益和环境效益使其种植面积在过去的20年迅速增加,与此同时害虫的抗性问题也日益严重。为了延缓害虫对Bt的抗性,目前很多国家都开始种植转双个或多个Bt基因的棉花(pyramids策略)来取代第一代转单价的Bt棉花。理想的“pyramids”策略认为害虫对其中一个毒素产生了抗性会被另外的毒素杀死。目前,这种策略指导下的转Cry1Ac和Cry2Ab的棉花(Bollgard II)已经在澳大利亚,印度和美国广泛种植,但是目前中国还只是种植一代转Cry1Ac的棉花。中国一代转Bt棉花的大面积种植,田间害虫的抗性水平也在显著的增加。尽管二代双价棉花比一代转Bt棉花要耐受一些,然Cry1Ac和Cry2Ab的交互抗性也是制约该双价棉花大面积应用的一个重要因素。我们的前期研究结果已经表明棉铃虫(Helicoverpa armigera)对Cry1Ac和Cry2Ab存在一定程度的交互抗性。同时,Cry1A类毒素的作用机理和抗性机制复杂多变,Cry2Ab的作用机制和抗性机制鲜为人知,这些问题的日益激化和突出,迫切的需要我们研究Cry1Ac和Cry2Ab交互抗性的机制,这将为二代转基因棉花的引入提供理论依据,为明确毒素的机理和昆虫的抗性机制提供思路。本文首先从基因组学和蛋白质组学的角度分析抗感棉铃虫(H.armigera)中的抗性差异基因。其次,为了快速有效的研究这些抗性差异基因是否参与Cry1Ac和Cry2Ab的作用机制中,本研究利用美洲棉铃虫(Helicoverpa zea)中肠细胞系,脂肪体细胞系和Sf9细胞系,建立细胞毒理测定方法。通过Ligand blot和Western blot分析毒素与受体的结合、细胞内真核表达目的基因、dsRNA细胞内干扰和siRNA活体干扰目的基因的实验方法分析比较了抗性差异基因在Cry1Ac和Cry2Ab作用机制中的作用,并对受体蛋白在Cry1Ac的作用机制中的互作进行了分析,其主要结果如下:1:通过基因水平分析LF敏感和LF抗性品系(LF5、LF10、LF20、LF30、LF60和LF120)之间的基因差异,以及蛋白水平分析LF、LF5、LF10、96S、96+2Ab、96-2Ab、96+1Ac和96-1Ac中可能调控棉铃虫对Cry1Ac和Cry2Ab的抗性差异蛋白,发现cadherin、APN1、ALP2、ABCC2、V-ATPase a、V-ATPase c和ATP synthase都有可能参与棉铃虫对Cry1Ac和Cry2Ab的抗性。2:建立细胞毒理实验的方法体系:细胞培养基是毒理实验的最佳缓冲液;4.5 h和5.5h分别是观察Cry1Ac和Cry2Ab毒理的最佳时间。并发现棉铃虫Cry1Ac和Cry2Ab的受体存在较大差异。3:在细胞中表达受体或干扰受体,以及幼虫活体干扰实验表明:美洲棉铃虫的Cadherin、APN1、ALP2、ABCC2和V-ATPa是Cry1Ac的功能受体、而Cadherin、APN1、ALP2和V-ATPa不是Cry2Ab的功能受体。4:对Cry1Ac和Cry2Ab的交互抗性机制的系统研究,发现ABCC2可能是导致Cry1Ac和Cry2Ab产生交互抗性的主要原因。5:对Cry1Ac的主要受体Cadherin、APN1和ALP2之间的互作关系对Cry1Ac毒力的影响进行了分析,没有发现显著的依赖关系和作用次序,参与Cry1Ac作用模型的反应机制至少有4个。