【摘 要】
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棉花是世界上重要的纤维和油料作物,其产业是我国国民经济的重要组成部分。新疆作为我国棉花主产区,其突出的干旱和盐碱化问题严重影响了棉花的产量和品质,制约我国棉花产业的发展。钙依赖性蛋白激酶（CDPK）是一个调节激酶活性的Ca2+传感器蛋白家族,在应对生物和非生物胁迫中扮演着重要角色。本研究利用生物信息学对陆地棉CDPK基因家族进行全基因组鉴定,结合拟南芥同源注释、基因表达水平分析以及实验室的前期研究
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棉花是世界上重要的纤维和油料作物,其产业是我国国民经济的重要组成部分。新疆作为我国棉花主产区,其突出的干旱和盐碱化问题严重影响了棉花的产量和品质,制约我国棉花产业的发展。钙依赖性蛋白激酶（CDPK）是一个调节激酶活性的Ca2+传感器蛋白家族,在应对生物和非生物胁迫中扮演着重要角色。本研究利用生物信息学对陆地棉CDPK基因家族进行全基因组鉴定,结合拟南芥同源注释、基因表达水平分析以及实验室的前期研究基础初步筛选得到一个棉花抗逆相关基因GhCDPK60,进一步克隆该基因并进行了初步功能探究,主要研究结果如下:基于生物信息学分析方法,以拟南芥CDPK家族基因为参考序列在陆地棉基因组中检索,最终鉴定得到80个陆地棉CDPK基因家族成员,分布在陆地棉26条染色体上（At亚族41个,Dt亚族39个）,并根据其在染色体上的位置将其命名为GhCDPK1-GhCDPK80。从陆地棉标准系“TM-1”中克隆了GhCDPK60,亚细胞定位结果显示该基因在细胞膜中行使功能;荧光定量PCR结果显示GhCDPK60在根、花药和纤维中优势表达;对启动子分析发现,GhCDPK60含有ABA、Me JA响应元件,通过进一步的激素处理后,发现该基因响应ABA、Me JA以及IAA、GA、SA和盐胁迫诱导。在拟南芥中过表达GhCDPK60,并进行模拟干旱和盐处理,通过观察转基因株系和野生型之间的表型变化和生理指标的测定,明确了该基因可以提高转基因拟南芥对干旱和盐胁迫的耐受性;同时在水稻中过表达该基因发现其改变了水稻的株型;利用病毒诱导的VIGS基因沉默技术在6个陆地棉品种中抑制GhCDPK60的表达水平,并进行干旱和盐胁迫处理,结果表明该基因沉默后降低了棉花的抗旱和耐盐性。综上,本研究鉴定了陆地棉钙依赖性蛋白激酶家族成员并克隆了一个响应多种非生物胁迫诱导的基因。通过过表达和基因沉默技术初步探究了该基因在逆境胁迫下的功能,为培育棉花抗逆品种提供理论基础。
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