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作为最早被报道在田间对苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis（Bt）Cry毒素产生抗药性的害虫,小菜蛾Plutella xylostella分布范围极广,对十字花科蔬菜及油料作物危害很大。以往对小菜蛾Bt抗性的研究通常集中于肠道中的受体,但Bt制剂无论是其毒蛋白,或是菌体,在进入小菜蛾体内后,均属于外源异物,均可能会引起小菜蛾免疫系统的反应,小菜蛾对Bt的抗性是否与其免疫系统有关则是一个值得深入研究的问题。在昆虫的免疫系统信号通路中,其上游的肽聚糖识别蛋白（Peptidoglycan recognition proteins,PGRPs）基因及下游抗菌肽（Antimicrobial peptids,AMPs）基因在昆虫对抗外源异物的过程中起到了重要的作用。本研究克隆了部分小菜蛾PGRPs基因及AMPs基因,将其进行重组原核表达后饲喂小菜蛾幼虫,通过死亡率及相关的生物学特性,探索其重组蛋白是否影响小菜蛾对Bt的抗性。所得到的相关结果如下:1、本研究发现小菜蛾Cry1Ac敏感品系及Cry1Ac抗性品系中PxPGRP1基因存在大量碱基突变,同时这些突变也导致其编码的氨基酸序列发生改变:敏感品系中存在8种CDS（Coding sequence）序列,不同序列间存在56个碱基突变位点;对应编码7种氨基酸序列,各肽链间在PGRP Domain存在8处氨基酸突变位点,其中一条肽链由于碱基突变导致翻译提前结束,并不具备完整的PGRP Domain。在抗性品系中存在5种CDS序列,序列间存在35个碱基突变位点,其中一条CDS的第382位碱基后存在一处6碱基（TTACAG）插入;对应编码4种氨基酸序列,各肽链间在PGRP Domain存在7处氨基酸突变位点,其中一条肽链的PGRP Domain中存在一处2氨基酸（VT）插入。由于PGRP Domain区域存在大量突变,因此不同序列表达的PxPGRP1在小菜蛾免疫系统中所起的作用可能会有差异。2、首次克隆了小菜蛾PxPGRP3基因全长CDS（903bp）,编码300个氨基酸,分子量为33.5 k Da,等电点为7.38,该肽链无信号肽区域,但第92～114位氨基酸为跨膜区域,1～91位氨基酸位于膜内,115～300位氨基酸位于膜外;在150～278位氨基酸具有一个PGRP Domain,同时也是一个N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰胺酶保守结构域（N-acetylmuramoyl-L-alanine amidase,Amidase-2）,属于PGRP-LF基因家族。3、克隆了小菜蛾Cry1Ac敏感品系、Cry1Ac抗性品系及田间种群中的Px Defensin（Px Def）及Px Moricin（Px Mor）基因:Px Def CDS全长360bp,编码119个氨基酸,分子量为13.5 k Da,等电点为4.45;Px Mor CDS全长198bp,编码65个氨基酸,分子量为6.9k Da,等电点为12.01。克隆了小菜蛾Cry1Ac敏感品系中的Px Cecropin（Px Cec）基因:CDS全长198bp,编码65个氨基酸,分子量为7.1k Da,等电点为12.03。尽管这些基因在不同种群（品系）间或品系内存在碱基突变,但这些突变并没有导致氨基酸序列改变或仅在对应肽链的信号肽区域有1～2个氨基酸改变,并不影响对应成熟肽的功能。4、通过预测发现PxPGRP1、PxPGRP2及PxPGRP3的PGRP Domain部分具有相似的空间结构,且与其它已确定空间结构的PGRP蛋白相似,其中PxPGRP2具有酰胺酶活性。预测了Px Def、Px Mor及Px Cec的空间结构,分别具有典型的昆虫Defensin、Moricin及Cecropin特征。5、成功对PxPGRP2、PxPGRP3、Px Def、Px Mor及Px Cec进行了原核表达,收集到纯化的PxPGRP2、Px Def、Px Mor及Px Cec的可溶性原核表达蛋白。将所获得的蛋白与Cry1Ac毒素混合后饲喂小菜蛾3龄幼虫,发现:在无Cry1Ac毒素时,Px Def、Px Mor及Px Cec的原核表达蛋白对小菜蛾有显著的保护作用（即死亡率显著低于空载对照,化蛹率较空载对照高,蛹重、成虫寿命等均显著高于空载对照）;在有Cry1Ac毒素时,Px Def、Px Mor及Px Cec对死亡率无显著影响,而PxPGRP2却能显著提高死亡率。综上所述,PxPGRP1基因具有丰富的多态性,这可能与小菜蛾极强的环境适应能力有关;PxPGRP3为一个膜蛋白,并非像很多PGRPs一样被分泌在胞外起作用,且属于PGRP-LF家族,可能对IMD免疫信号途径有下调作用;Px Def、Px Mor及Px Cec对小菜蛾Bt抗性并无显著影响,但在应对外界复杂的微生物环境时对小菜蛾有显著的保护作用;PxPGRP2的表达蛋白可显著提高Cry1Ac毒素的杀虫活性。本研究为解释小菜蛾对Bt的抗性机制提供了新思路及证据,为开发以免疫基因为靶标的增效剂奠定理论基础,为应用免疫系统来防控害虫提供理论依据。