棉属D基因组3个野生棉种Bet v1基因鉴定及功能分析

【目的】对棉花D基因组中Bet v 1基因家族进行分析,比较其在不同抗性棉种间的表达模式差异,为深入研究Bet v 1基因在棉花抗黄萎病中的作用提供理论依据。【方法】通过生物信息学方法对D基因组中Bet v 1基因进行鉴定。通过雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii,D5)、三裂棉(G. trilobum,D8)和瑟伯氏棉(G.thurberi,D1)转录组和实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)分析Bet v 1基因在黄萎病菌处理下的表达模式。利用病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)对Bet v 1基因进行功能鉴定。【结果】[棉花D基因组中包含59个成员,其中57个基因带有内含子,分布于8条染色体上,多数为亲水性蛋白并定位于细胞质。]黄萎病菌胁迫条件下3个野生棉种的Bet v 1基因表达量与其抗病水平一致。将不同表达水平的基因分为3组,其中第3组基因响应黄萎病菌侵染并在抗病棉种瑟伯氏棉中高表达,表明该组基因可能与黄萎病胁迫应答反应有关。从中筛选出高水平表达的Bet v 1基因,在陆地棉中沉默相应的同源基因,棉株感病加重,揭示该基因在棉花抵御黄萎病菌侵染过程中起正调控作用。【结论】响应黄萎病菌胁迫的Bet v 1基因在棉花抗黄萎病复杂的生物过程中至关重要。本研究结果为棉花Bet v 1家族基因的深入研究提供依据,为进一步解析棉花Bet v 1基因的功能奠定基础。     

棉花HDAC基因家族鉴定及其在黄萎病菌侵染下的表达分析

[目的]组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylases,HDAC)在植物发育及抗病应答中发挥重要作用,本研究旨在鉴定棉花HDAC基因家族成员并对其在黄萎病抗性中的作用进行分析.[方法]利用生物信息学方法对棉花基因组中HDAC基因家族成员进行鉴定,并对其理化性质、系统发育关系、基因结构进行系统分析.利用实时荧...     

复合盐碱胁迫下半野生棉苗期耐盐性综合评价及其关键生理指标的变化

【目的】半野生棉遗传多样性丰富,具有较多优异的抗性基因源。本研究旨在初步了解半野生棉对新疆棉田复合盐碱胁迫的调控机理,探索室内鉴定评价半野生棉复合盐碱抗性的方法。【方法】本文选用陆地棉6份材料,水培鉴定复合盐碱胁迫下的表型,同时测定生物量和一些相关的生理生化指标。采用主成分赋权灰色模型分析、聚类分析和方差分析等方法综合评价苗期的耐盐性;采用相关性分析、灰色关联度分析等方法研究苗期生理生化响应机理。【结果】表型观测发现棉花新生叶片损伤程度较高,阔叶棉130叶片损伤程度高于其他棉种。主成分赋权灰色模型综合评价表明6份棉花材料的复合盐碱抗性顺序为:玛利加朗特85阔叶棉32中棉所16中棉所12阔叶棉40阔叶棉130。生理生化分析表明活性氧清除是盐碱胁迫下重要的响应系统。研究也发现胁迫48 h内,盐敏感与耐盐两类材料的响应程度不同,包括根中的抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶、叶中的过氧化物酶活性具有不同的变化趋势。【结论】研究证明了室内鉴定评价半野生棉复合盐碱抗性的方法准确可信,揭示了活性氧平衡系统是棉花调控复合盐碱胁迫响应的重要系统。同时本研究为棉花盐碱抗性机理的研究、耐盐碱材料的选育、内源抗性基因的挖掘提供了材料和理论依据。     

棉花CML基因家族成员鉴定与功能分析

【目的】类钙调素(Calmodulin-like,CML)蛋白是1种重要的Ca2+传感器,在调节植物应激反应机制中起重要作用。对CML基因家族进行全基因组学分析,以便深入研究CML基因在棉花逆境胁迫下的作用。【方法】利用生物信息学的方法进行了棉花CML家族成员的鉴定。利用转录组数据和反转录聚合酶链式反应分析陆地棉(Gossypium hirsutum L.)CML基因在盐胁迫下的表达模式。利用病毒诱导基因沉默技术对GhCML44-2基因进行沉默并进行功能验证。【结果】在陆地棉(Gossypium hirsutum L.)、雷蒙德氏棉(G. raimondii Ulbrich)、亚洲棉(G. arboreum L.)中分别获得了154个、74个、78个CML蛋白。进化树和保守基序分析表明,GhCML蛋白分为8个亚类,都含有保守的EF-hand结构域;在盐胁迫下,107个GhCML基因在叶和根中有显著的差异表达,且在根和叶中的差异表达模式不同。启动子分析表明,这些基因启动子中存在多种不同的胁迫响应元件;利用病毒诱导基因沉默技术成功沉默GhCML44-2的棉株相较于对照更加不耐盐。【结论】该研究结果有助于了解棉花CML基因家族的进化与功能,为后续研究其功能提供了一定的理论依据。     

棉花种间远缘杂交及F1真假杂种的SSR鉴定方法研究

棉花是常异花授粉植物,获得真实的杂种是开展杂交育种及其他遗传学研究的重要基础。本研究从80对SSR（Simple sequence repeat）分子标记中筛选到了11对多态性高、扩增稳定、条带清晰的引物,对30个棉花种间远缘杂交组合后代进行真、假杂种鉴定。结果表明,通过SSR分子鉴定共有22个杂交组合获得了真杂种,且不同杂交组合间真杂种的比例不同,且并通过田间形态学的确认鉴定结果。SSR分子标记可以简单、快速、准确地对棉花杂交后代进行真、假杂种鉴定,对棉花杂交育种及分子遗传学研究具有实际应用价值。