棉花是我国重要的经济作物,为人类提供优良天然纤维,棉籽中还含有大量的植物蛋白和植物油等营养物质。然而,普通棉花的种子和植株存在色素腺体,它是储存棉酚的腔体,有毒的棉酚会引起人和单胃动物消化系统紊乱,但是其又能帮助棉花抵抗病虫害。因此,越来越多的科学家们开始开展低酚棉育种,想要培育出理想性状的棉花植株,即种子低酚而植株高酚的棉花品种,以提高棉籽蛋白和油脂的利用率。低酚棉育种的重要研究方向为棉酚腺体发育形成相关基因的鉴定以及棉酚腺体发育调控网络分析。gl1基因控制茎秆无腺体性状,是研究腺体组织特异性调控的优良材料,也是低酚棉育种重要的基因资源。本课题前期通过图位克隆将gl1基因定位在D08染色体含有7个候选基因的330KB的区间内,通过病毒诱导的基因沉默（VIGS）试验,发现只有沉默候选基因1854可使TM-1出现茎秆和叶柄腺体减少或者消失的现象,该基因注释为SCL6,初步将其确定为Gl1基因,其对应突变体材料T582中的基因（gl1）发生提前终止。本研究通过沉默Gl1基因,分析其对已知腺体发育调控基因的影响,筛选Gl1互作蛋白,并利用生物信息学对其进行深入研究,主要的研究结果如下:1.通过qRT-PCR分析Gl1基因在有腺体材料TM-1和茎秆无腺体材料T582的表达水平,结果显示Gl1基因在TM-1和T582的茎秆和叶片表达量没有显著差异;为了进一步探究Gl1基因在其他无腺体材料的表达情况,利用q RT-PCR检测其在辽7（L7）和辽7显无（L7XW）的表达量,其在L7XW茎秆和叶片的表达量并没有降低。2.通过VIGS发现在TM-1中沉默Gl1基因的后,叶片腺体数量没有减少,而茎秆和叶柄腺体减少或者消失,确认Gl1为控制茎秆腺体发育的基因。利用q RT-PCR检测Gl1基因的沉默效率,结果显示其在叶片和茎秆的表达量都显著降低,叶片中Gl1基因的沉默没有导致腺体消失,暗示Gl1基因在叶片中的调控过程更加复杂。3.通过qRT-PCR检测其他腺体相关基因在TRV:Gl1植株中的表达水平,结果显示Gl1基因沉默后,CGF1的表达量在叶片和茎秆中没有显著的差异;CGF2的表达水平在叶片和茎秆中都显著降低;Gh MYC2-like和CGP1在茎秆中低表达,而在叶片中的表达量没有明显变化。由此可以看出,Gl1基因沉默后,其在叶片中只影响CGF2基因的表达,而在茎秆中影响CGF2、Gh MYC2-like和CGP1基因的表达。4.在酵母中对Gl1蛋白进行转录自激活检测,发现Gl1转录因子具有自激活活性,并对其进行切割,分为Gl1-N和Gl1-C,最后确定其自激活区域在N端。酵母双杂交显示Gl1-C和GhIDD38存在互作,GhIDD38属于IDD家族成员。利用q RT-PCR分析GhIDD38和GhIDD8（GhIDD38的同源基因）在T582中表达情况,发现它们在T582叶片中高表达。推测GhIDD38通过与Gl1互作参与棉花腺体的调控。5.为了探索IDD家族其他成员在腺体发育中是否有作用,通过生信分析鉴定棉花IDD家族成员。进化关系相近的基因往往具有相似的功能,因此我们选择和GhIDD38在同一个分支（GhIDD8、GhIDD29、GhIDD62）以及在转录组数据中茎秆和叶片表达差异显著（GhIDD10、GhIDD24）的IDD基因作为参与腺体发育的候选基因,顺式作用元件分析显示,Gl1和这些IDD基因的启动子区都存在不同的激素响应元件,q RT-PCR分析显示在不同的激素下,这些基因和Gl1具有相同的表达模式,推测它们可能通过响应激素信号来调控腺体的形成。综上所述,本研究明确了Gl1在不同棉花腺体材料中的表达水平、分析了其对其他腺体形成相关基因的调控关系,通过酵母双杂交筛选到一个互作蛋白,并运用生物信息学进行分析,预测Gl1在茎秆和叶片中分别存在两种调控机制,以上结果为阐明腺体发育调控网络提供理论依据。