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棉花是我国主要经济作物,由于多年连作造成黄萎病大面积爆发,使棉花的生长发育受到严重影响,导致纤维产量和质量下降。如何提高棉花黄萎病抗性是棉花育种过程中亟待解决的问题。研究发现植物体内的多胺与抗逆性密切相关,而S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)是多胺合成过程中的关键酶。SAMDC不仅与植物的生长发育相关,而且在植物抵抗生物与非生物胁迫过程中也发挥着重要的作用。最新的研究发现将海岛棉SAMDC基因转化拟南芥,转基因拟南芥的黄萎病抗性得到提高,但该基因在棉花中的抗病作用机制仍不明确,有待进一步研究。本研究对陆地棉中的SAMDC家族基因进行了鉴定,并对其中一个受黄萎病菌诱导的基因(GhSAMDC7)的功能进行了初步分析,研究结果如下:1.本文以已报道的陆地棉SAMDC基因为探针,从陆地棉基因组数据库中筛选获得14个GhSAMDC基因。GhSAMDC家族基因的氨基酸多重序列比对发现该家族成员序列相似性约为50%,家族成员均具有GhSAMDC家族特有的保守结构域:酶原剪切位点结构域(LSESSLF)和PEST(TIHVTPEDGFSYAS)结构域。染色体定位分析发现14个基因均匀地分布在A和D基因组,A和D上各含7个GhSAMDC成员,无家族成员构成基因簇的现象。转录组测序结果发现GhSAMDC1、GhSAMDC7和GhSAMDC8对黄萎病菌的胁迫有明显的响应,表明这些基因在棉花抵御黄萎病菌侵染过程中发挥一定的作用。2.构建GhSAMDC7基因的VIGS沉默表达载体pTRV2-GhSAMDC7,转化农杆菌GV3101后注射棉花子叶。利用qPCR技术检测基因的沉默效率,获得了棉花GhSAMDC7基因沉默植株。将接种黄萎病菌后的沉默植株和对照植株相比,其对黄萎病菌的抗病性降低,病情指数明显升高;剖秆实验发现沉默植株的茎秆褐化现象明显比对照严重,表明GhSAMDC7基因在棉花抗黄萎病过程中发挥着一定的作用。3.构建GhSAMDC7基因的植物过表达载体pCAMBIA2300-GhSAMDC7,转化农杆菌GV3101,蘸花法侵染拟南芥。利用卡那霉素筛选出拟南芥阳性植株,通过PCR方法进一步鉴定,获得了6株阳性植株。本研究为进一步研究GhSAMDC家族基因的功能及解析棉花抗黄萎病分子机制奠定了一定基础。