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棉花是世界上重要的经济作物,为纺织业提供了最重要的天然纤维。棉花黄萎病是土传真菌维管束病害,严重影响棉花的产量和品质。传统防治黄萎病措施效果差,因此,鉴定响应黄萎病菌诱导的棉花基因,探究其抗病分子机制,并用其培育抗黄萎病品种是解决棉花黄萎病危害的首要选择。生长素是植物生长发育所必需的,然而生长素途径如何参与植物抵抗病原菌的分子机制尚不清楚。根据前期陆地棉接菌诱导响应的s RNA组和降解组数据分析,筛选出受菌诱导差异明显的ghr-miR393和其靶基因GhTIR1,在此研究基础上,本文研究了陆地棉中miR393-TIR1模块通过生长素感知和信号转导,参与了植株防御黄萎病侵染的过程。主要研究结果如下:1.通过对ghr-miR393和其靶基因GhTIR1组织表达模式分析,结果表明ghr-miR393在根、茎和叶中都有表达,叶中表达最为丰富。靶基因GhTIR1在根、茎和叶中都表达。ghr-miR393和其靶基因GhTIR1在黄萎病诱导表达模式分析中表明,ghr-miR393受黄萎病菌诱导表现为先下调后上调表达,而GhTIR1受黄萎病菌诱导则为先上调后下调表达。两者表现出相反的趋势,暗示着ghr-miR393可能调控GhTIR1基因转录后表达水平。2.先前的mRNA降解组数据表明ghr-miR393引导在GhTIR1的1531bp进行切割。本研究利用烟草叶片瞬时表达系统,在叶片中共注射p BI121-pre-miR393和p BI121-GhTIR1-GUS、p BI121-pre-miR393和p BI121-GhTIR1mu-GUS。通过烟草叶片GUS报告基因染色结果分析表明,ghr-miR393可以引导将GhTIR1的m RNA进行转录后切割;处理叶片中GhTIR1的表达水平检测和GUS酶活分析结果也支持烟草叶片GUS染色结果。5’-RACE分析结果也表明ghr-miR393引导在GhTIR1的1531bp进行切割。总之,m RNA降解组数据、烟草叶片GUS报告基因分析和5′-RACE测序分析结果表明ghr-mir393引导靶向切割GhTIR1基因m RNA,从而调控该基因转录后水平。3.本研究分别利用Vb MS、Vb MO和VIGS技术培育沉默ghr-miR393的植株TRV:STTM393、过表达ghr-miR393的植株TRV:OEmiR393和沉默GhTIR1基因的植株TRV:GhTIR1。对这些材料进行接菌抗性鉴定,发现与对照TRV:00植株相比,TRV:STTM393植株对黄萎病菌的敏感性显著增加,而TRV:OEmiR393和TRV:GhTIR1植株对黄萎病菌的抗性显著增加。这些研究结果表明miR393正调控棉花对黄萎病菌的抗性,而GhTIR1负调控棉花对黄萎病菌的抗性。4.采用HPLC-MS/MS分析了接菌前后TRV:00和TRV:GhTIR1植株叶片中IAA和SA激素含量,结果表明接菌前TRV:GhTIR1植株的IAA含量高于对照TRV:00植株,而SA的含量与对照相似。在接菌情况下,TRV:GhTIR1植株的SA含量高于对照TRV:00植株,IAA的含量与对照相似。这些结果表明接菌后和对照TRV:00植株相比,TRV:GhTIR1增加了植株SA含量的积累,但IAA水平没有变化。5.基于以上实验结果,进行外源施加IAA和生长素拮抗剂PEO-IAA激素处理,观察接菌后棉花的抗病性。结果表明与不施加外源IAA处理植株相比,外源施加IAA后,TRV:00对照植株和TRV:STTM393植株对黄萎病菌的敏感性显著增加,而TRV:OEmiR393和TRV:GhTIR1植株的敏感性仅略有增加。外源施加PEO-IAA与施加IAA棉花植株的敏感性趋势相反。表明IAA促进了植株对黄萎病菌的敏感性,这种敏感性依赖于GhTIR1对IAA的感知。6.酵母双杂交和双分子荧光互补实验分析表明,GhTIR1在细胞核中与生长素信号通路的GhIAA14相互作用。进一步接菌实验分析表明,与TRV:00植株相比,TRV:IAA14植株对黄萎病菌抗性显著降低。这些结果表明,ghr-miR393-GhTIR1模块参与调节植株对黄萎病菌的防御反应也涉及到生长素信号通路。7.进一步研究表明,与TRV:00植株相比,沉默Gh ICS1基因提高了沉默植株对黄萎病菌的敏感性,当同时沉默GhTIR1和Gh ICS1基因也显著提高了植株对黄萎病菌的敏感性,表明SA的积累对于ghr-miR393-GhTIR1模块介导植株对黄萎病菌的抗性至关重要。8.转录组数据表明,TRV:GhTIR1植株在黄萎病菌侵染后显著下调了生长素相关基因的表达,上调了水杨酸相关基因的表达,验证了上述的研究结果。总的来说,ghr-miR393-GhTIR1模块参与植株对黄萎病菌侵染的响应,主要涉及到生长素的感知、生长素信号通路和水杨酸防御通路。