家蚕(Bombyx mori)属鳞翅目(Lepidoptera)蚕蛾科(Bombycidae),已有8500多年驯养历史,是一种重要的经济昆虫,其生产的蚕丝是重要的绢纺原料。由于农药残留污染桑叶,导致家蚕农药中毒,最终导致其不结茧或死亡,给蚕农造成了巨大的经济损失。家蚕脂肪体作为主要的解毒代谢器官,在农药代谢的过程中发挥重要的作用。氯虫苯甲酰胺以鱼尼丁受体为靶标,是一种新型的二酰胺类杀虫剂,被广泛应用于鳞翅目类害虫的防治,叶面残留或空气传播会造成桑叶的污染,对家蚕的生产造成一定的影响。本研究以家蚕品种“菁松×皓月”作为实验材料,评估了氯虫苯甲酰胺对五龄家蚕的毒性,分析了微量氯虫苯甲酰胺暴露后脂肪体的病理特征,并采用数字基因表达谱(DGE)技术分析了脂肪体差异基因的表达特征,对解毒酶活性及相关基因的转录调节进行了研究,阐述了脂肪体对氯虫苯甲酰胺的解毒应答。主要研究结果如下:1.氯虫苯甲酰胺对家蚕毒性评估为了评估氯虫苯甲酰胺对五龄家蚕的毒性,本文采用连续饲喂和饲喂不同时间研究了氯虫苯甲酰胺对五龄家蚕的影响。结果显示,连续饲喂氯虫苯甲酰胺后,家蚕逐渐出现中毒症状,行动缓慢,身体缩短,拒食吐液。拒食后短时间内不会死亡,传统的统计LC50方法无法进行准确评估,根据不同处理时间体重增重的变化规律,提出了采用体重中位增重浓度(median weight increase concentration,Wi50)的新的评估方法,统计表明,24 h、48 h、72 h和96 h的Wi50分别为15.473× 10-3mg/L、0.369×10-3 mg/L、4.403 × 10-6mg/L 和 0.112×10-6 mg/L。微量氯虫苯甲酰胺(0.01 mg/L)连续饲喂不同时段的结果表明,随着药剂饲喂时间的增加,幼虫死亡数增加,处理96 h死亡率达到98%,化蛹率呈减少的趋势,饲喂72h的化蛹率为0%,对茧层率的影响呈下降的趋势,饲喂48h后茧层率显著低于对照组(P≤0.05)。结果表明,微量氯虫苯甲酰胺长时间饲喂,对家蚕的毒性存在累积作用。2.家蚕脂肪体病理评估及DGE数据分析为了研究氯虫苯甲酰胺对家蚕脂肪体对的损伤,对氯虫苯甲酰胺暴露后的脂肪体进行了病理分析,结果表明,脂肪体细胞核内遗传物质排列松散,细胞间间隙增大,电镜照片显示,处理组脂肪体细胞内粗面内质网分布减少,细胞核核膜模糊,核仁及核仁状体结构疏松,表明氯虫苯甲酰胺暴露后对脂肪体细胞造成了一定的损伤。为了研究氯虫苯甲酰胺暴露引起的损伤对基因转录水平的影响,DGE分析发现,氯虫苯甲酰胺暴露48 h,检测到960个上调基因,585个下调基因。GO(Gene Ontology)分析发现大量参与解毒代谢、物质营养代谢的基因显著上调,细胞周期与蛋白转录相关基因显著下调。KEGGPathway数据显示,离子结合相关通路与代谢相关通路富集了大量差异基因。结果表明,氯虫苯甲酰胺影响了家蚕脂肪体的功能基因的转录。3.脂肪体中解毒酶及相关基因的应答为了进一步研究脂肪体内解毒酶对氯虫苯甲酰胺的响应,对解毒酶酶活及其相关基因的转录水平进行了检测。结果表明,氯虫苯甲酰胺暴露后,P450家族解毒相关基因CYP4M5,CYP6AB4,CYP9G3显著上调(P≤0.05),P450多功能氧化酶的活性自24h就显著增加(P≤0.05)。GSTs的酶活性的峰值略滞后于P450酶的活性,72h显著高于对照组(P≤0.05),同时相关基因GSTe1、GSTe3转录水平上调。CarE基因的转录表达量增加,酶活性在48 h后低于对照组。对调控解毒酶基因的信号通路PI3K/Akt/CncC的研究发现,该通路关键基因转录水平显著上调,而Akt蛋白水平受到抑制。表明氯虫苯甲酰胺暴露后,家蚕体内PI3K/Akt通路蛋白水平被抑制,导致keapl表达量下降,从而引起CncC增加,最终引起下游相关解毒酶活性的上调。本文为家蚕的毒理评估提供了新的方法,并对微量氯虫苯甲酰胺暴露影响家蚕生长发育进行了深入研究。发现氯虫苯甲酰胺暴露对家蚕脂肪体造成了损伤,并影响了代谢和蛋白相关基因的转录。同时,脂肪体内解毒酶在氯虫苯甲酰胺暴露后积极参与代谢解毒。研究结果为研究微量氯虫苯甲酰胺对昆虫的毒性提供参考。