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细胞凋亡在生物体生长发育、细胞增殖与分化中发挥重要作用，而蛋白酶caspase家族是细胞凋亡途径中关键的作用因子，参与细胞凋亡调控，而且不同caspase之间存在相互作用。为了进一步了解斜纹夜蛾(Spodoptera litura)caspase家族基因的功能，本论文从斜纹夜蛾中克隆了4个在细胞凋亡中发挥重要作用的caspase家族基因，caspase－1，caspase－3，caspase－5和caspase－6，对它们的基因及演绎蛋白的序列进行了分析，并对其时空表达模式、调控和功能进行了系统研究。主要结果如下： (1)斜纹夜蛾caspase家族基因的克隆及序列分析。从斜纹夜蛾中克隆到4个caspase家族基因，分别命名为caspase－1，caspase－3，caspase－5和caspase－6。其中caspase－1基因的全长2509bp，含有一个900bp的完整的开放阅读框，编码299个氨基酸，预测蛋白分子量为33.44kD，等电点为6.63。GenBank登录号JN794535。caspase－3序列全长1284 bp，其中编码区序列长846bp，共编码281个氨基酸，预测蛋白分子量为31.76kD，等电点为6.25。GenBank登录号JQ768050。而caspase－5序列全长1941bp，其中编码区长1338bp，共编码445个氨基酸，预测蛋白分子量为51.01kD，等电点为6.14。GenBank登录号JQ768051。Caspase－6序列全长2236bp，其中编码区序列长1569bp，共编码522个氨基酸，预测蛋白分子量为60.31kD，等电点为6.45。GenBank登录号JQ768052。 对4个蛋白的结构域及活性位点分析结果显示，全部蛋白均含有保守的p20和p10两个结构域，即大、小催化亚基。另外，该蛋白具有蛋白酶催化作用所需的特征性的氨基酸残基His和Cys，以及高度保守的五肽序列QAC(R/Q/G)(G/E)。通过与其它物种氨基酸序列比对和构建进化树分析显示，caspase－1和caspase－3的原结构域(prodomain)的较短，分别与果蝇的DCP－1和DrICE有很高的同源性，与人caspase-3的相同序列也有较高的同源性，表明是下游caspase，即effector caspase。而caspase-5和caspase-6具有长的原结构域，通过聚类分析归为起始caspase，即initiator caspase。caspase-5的长原域中还含有caspase募集结构域(CARD)，与果蝇和家蚕的dronc同源性较高，和人的caspase-2，caspase-9具有较高的同源性，推测为caspase-9的同源物。而caspase-6与果蝇和家蚕的dredd以及人的caspase-8同源性较高，推测为caspase-8的同源物。 (2)斜纹夜蛾caspase家族基因的时空表达分析。对已克隆的4个caspase家族基因在斜纹夜蛾不同发育时期和幼虫组织中的表达模式进行了研究，结果显示，caspase基因家族在各个龄期均有表达，但差异较大。caspase-1、caspase-3和caspase-5在5龄幼虫期表达量达到最高，主要分别在脂肪体和中肠组织。另外，caspase-1和caspase-5在蛹期的表达量出现一次增高。推测与蜕皮激素的脉冲式释放以及昆虫变态发育相关。而caspase-6在昆虫各个龄期均有表达，但没有明显规律。 (3)斜纹夜蛾caspase家族基因在S1-1细胞凋亡中的作用。利用印楝素、喜树碱和紫外诱导S1-1细胞凋亡后，caspase-1，caspase-3和caspase-5的相对表达量在不同时间点明显上升。而RNA干扰实验结果也显示联合干扰caspase-1和caspase-3以及单独干扰caspase-5对印楝素等诱导的细胞凋亡有明显的抑制作用，说明caspase-1，caspase-3和caspase-5均参与了印楝素等不同因素诱导的昆虫细胞凋亡。另外，抑制线粒体中细胞色素c的释放也能抑制caspase-5的表达，以及Caspase-9 like以及Caspase-3 like的酶活性，说明caspase-5参与了印楝素、喜树碱诱导的线粒体凋亡通路，并在其中起关键作用。 (4)斜纹夜蛾caspase家族基因真核表达载体的构建。通过构建caspase-1，caspase-3和caspase-5的真核表达载体，并进行同源和异源过表达发现，caspase-1和caspase-3的重组质粒转染后使昆虫细胞出现病态特征，但没有出现典型的凋亡现象，而caspase-5的质粒转染后可在S1-1和Sf-9细胞诱导细胞发生一定程度的凋亡。推测caspase-5属于起始caspase，在高浓度是可以自活化，并激活下游caspase，诱导细胞凋亡。