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棉花是我国重要的纤维作物和油料作物。棉籽中含有丰富的脂肪酸和蛋白质,被广泛应用于加工食用油、工业原料和生物柴油。本研究以BCCP、GPAT和CIPK为研究对象,全面分析其在棉花中的进化和功能,取得的主要研究结果如下:1.海岛棉BCCP5和BCCP7蛋白均定位在叶绿体上,酵母和拟南芥中异源表达GbBCCP5和GbBCCP7基因均能提高酵母和拟南芥种子的油分含量,海7124中分别沉默GbBCCP5和GbBCCP7基因均可降低沉默株棉籽油分含量,而过表达GbBCCP5的棉花株系可提高棉籽油分含量。2.基于雷蒙德氏棉、亚洲棉、陆地棉和海岛棉基因组数据,对棉花GPAT基因进行全面鉴定和比较分析,同时将其与油分或蛋白含量相关QTLs进行共定位,并分析GhGPAT基因中非同义突变位点与海陆群体油分含量的相关性。结果显示GhGPAT16和GhGPAT26基因的两个SNP位点分别与海陆群体的1个环境的油分含量呈显著相关,而大部分GhGPAT基因的序列变异与棉籽油分含量的自然变异无关。分别过表达5个GhGPAT可改变拟南芥种子油分含量及脂肪酸含量。我们的研究结果为进一步了解棉花GPAT基因参与棉籽油含量的自然变异提供了坚实的基础,也为功能研究提供了候选基因。3.全面分析陆地棉和海岛棉中CIPK基因进化及在棉籽油分中的作用,结果显示14个GhCIPK基因与油分或蛋白质含量相关QTLs共定位,4个GhCIPKs中的5个SNPs分别与海陆群体的1个环境的油分含量显著相关。虽然大多数GhCIPKs基因与棉花油分含量的自然变异无关,但过表达GhCIPK6可显著降低转基因棉花株系中油分含量,增加C18:1和C18:1+C18:1d6的含量。此外,我们还预测了GhCIPK基因的潜在分子调控机制。我们的研究结果为研究棉花CIPK基因在棉籽合成调控中的分子机制奠定基础。