转苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）晶体毒素(cry toxin)基因的棉花品种在我国已大面积种植多年。其应用有效控制了靶标害虫——棉铃虫和棉红铃虫的为害，提高了棉花的产量、质量以及棉农的收入，减轻了环境污染，防止了农药中毒。但是，随着转基因棉花的广泛种植，棉田的次要害虫如甜菜夜蛾(Spodoptera exigua Hubner)等上升为主要害虫。原因之一是转入棉花品种的Cry毒素基因大都由Cry1Ac基因改造而来，其产物对甜菜夜蛾幼虫毒力较差。国外的研究结果表明，Cry1Ab、Cry1Ba和Cry1Ca对甜菜夜蛾的毒力均显著高于Cry1Ac，尤其Cry1Ca对甜菜夜蛾的毒力最强，是理想的替代毒素。　　 昆虫对Cry毒素的耐受性由多种原因决定。前毒素的溶解、酶解活化及失活、毒素穿过围食膜与受体的结合、寡聚体形成及插入细胞膜、空洞的形成和肠道微生物的影响等过程都可能与耐受性相关。因此，我们比较研究了甜菜夜蛾和棉铃虫受体蛋白、中肠蛋白酶及肠道微生物与Cry1Ac和Cry1Ca的互作，试图揭示两种害虫对不同晶体蛋白敏感性差异的机制。　　 1.甜菜夜蛾和棉铃虫钙粘蛋白与Cry1Ca和Cry1Ac的互作　　 克隆了甜菜夜蛾钙粘蛋白基因全长，命名为SeCad2，其氨基酸序列与棉铃虫的同源性高达59‰且存在三个与之相应的保守的毒素结合位点。体外表达了甜菜夜蛾和棉铃虫包含三个毒素结合位点的钙粘蛋白肽段，蛋白印迹、点杂交和增效实验都证明，钙粘蛋白肽段与Cry1Ca和Cry1Ac的结合能力具有偏好性，且差异显著。其中甜菜夜蛾的钙粘蛋白肽段偏好与Cry1Ca结合，而棉铃虫钙粘蛋白肽段偏好与Cry1Ac结合，与我们测定的两种Bt对其敏感性差异是一致的。据此我们认为，钙粘蛋白与晶体毒素的互作与害虫的敏感性差异相关。　　 2.甜菜夜蛾碱性磷酸酶的分子克隆与特性分析　　 克隆了甜菜夜蛾Bt次级受体碱性磷酸酶ALP1基因，发现ALP1在幼虫中肠组织中表达量最高。比较了原核表达的SeALP1与Cry1Ca和Cry1Ac的结合能力差异，发现SeALP1偏好与Cry1 Ca结合。　　 3.中肠蛋白酶对Cry毒素活性的影响　　 通过甜菜夜蛾和棉铃虫中肠酶液对Cry1Ca和Cry1Ac的消化比较发现，两种害虫中肠酶液对其消化能力没有明显差异。但是昆虫中肠液能对活化毒素过度消化，造成残存完整的有活性的Bt减少，适量的蛋白酶抑制剂与活化毒素共同饲喂昆虫可以抑制活化毒素的过度水解，对Bt活化毒素毒力有一定的增效作用。　　 4.青霉素影响甜菜夜蛾幼虫耐受几种苏云金杆菌晶体蛋白的能力　　 评估了Cry1Ab、Cry1Ba和Cry1Ca蛋白对甜菜夜蛾2龄幼虫的毒力，LC50值分别为0.4425、0.6757和0.1502μg/cm2，Cry1Ba毒力最低，其次是Cry1Ab，而Cry1Ca毒力最高。青霉素影响幼虫对晶体毒素的耐受能力。一次添加高剂量(500μg/cm2)青霉素于饲料中显著提高幼虫的耐受能力，以含低剂量(60μg/cm2)青霉素的饲料饲养幼虫多代也能达到相似的效果。　　 可见，受体与Cry毒素互作的差异可导致甜菜夜蛾和棉铃虫对Cry1Ca和Cry1Ac的敏感性差异。其它因素的作用需进一步研究证实。