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昆虫是动物界中最大的一个类群。与高等动物不同,昆虫只能依靠天然免疫系统抵御病原菌的侵染。小菜蛾Plutella xylostella (L.)是危害十字花科蔬菜的重要的世界性害虫,分布范围广,抗药性强。前期研究表明,小菜蛾的免疫系统与生物农药苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的抗性相关,但到目前为止,病原菌侵染对小菜蛾免疫系统的影响机制还不清楚。本文在小菜蛾基因组测序以及免疫基因鉴定的基础上,利用数字基因表达谱(Digital Gene Expression, DGE)技术,选取肠球菌(Enterococcus)、肠杆菌(Enterobacter)、沙雷氏菌(Serratia)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)和抗生素喂食小菜蛾,探讨小菜蛾免疫系统对肠道细菌及外界病原菌侵染的响应,为阐明小菜蛾免疫防御机制奠定基础,也为后续深入研究免疫系统与农药抗性之间的关联提供依据。主要研究结果如下：革兰氏阳性细菌(肠球菌、金黄色葡萄球菌、苏云金芽孢杆菌)喂食小菜蛾后,小菜蛾中肠组织中病原模式识别受体-肽聚糖识别蛋白(PGRP-SA, CCG015207.1、CCG004942.1)和β-1,3-葡聚糖识别蛋白(βGRP, CCG009706.1)显著上调。Toll信号途径中的Spaetzle细胞因子、Toll受体、Tube、Pelle、Cactus蛋白都上调表达,下游的抗菌肽基因Cecropin和Moricin也被诱导上调。研究结果表明：革兰氏阳性细菌喂食后,激活了小菜蛾中肠Toll信号通路,诱导了抗菌肽Cecropin和Moricin的表达,以抑制或杀灭入侵细菌。革兰氏阴性细菌(肠杆菌、沙雷氏菌)喂食小菜蛾后,小菜蛾中肠组织中病原模式识别受体-肽聚糖识别蛋白(PGRP-D, CCG008494.1、CCG001311.2)和β-1,3-葡聚糖识别蛋白(βGRP, CCG009301.1、CCG009703.1)显著上调。Imd信号途径中的重要组分IMD、FADD、IKK、TAB2和Relish都被不同程度的诱导表达,JNK途径也被诱导表达,抗菌肽Cecropin出现显著上调。研究结果表明：革兰氏阴性细菌喂食后,激活了小菜蛾中肠Imd和JNK信号途径,诱导了抗菌肽Cecropin的表达,以抵抗入侵细菌。抗生素喂食小菜蛾清除肠道细菌后,小菜蛾中肠组织中的病原模式识别受体(PGRP、PGRP)、信号途径(Imd, Toll、JNK、JAK-STAT)相关基因以及抗菌肽基因(Cecropin、Moricin、Gloverin、Lysozyme)都被抑制表达,喂食抗生素清除肠道细菌后,小菜蛾中肠免疫系统被抑制。