棉花Gols基因家族的鉴定及其在干旱胁迫应答中的功能研究

Identification of Gols Gene Family in Cotton (Gossypium spp.) and Its Function Analysis in Drought Stress Response

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摘要棉子糖在植物应答非生物胁迫过程中发挥着重要的作用,肌醇半乳糖苷合成酶(galactinol synthase,Gols)是参与合成棉子糖的重要酶类.本研究在全基因水平上对Gols基因家族进行了鉴定和分析,在亚洲棉(Gossypium arboreum)和雷蒙德氏棉(G.raimondill)中分别鉴定出8个和7个Gols基因,在陆地棉(G.hirsutum)和海岛棉(G.barbadense)中均鉴定14个Gols基因.进化分析显示,Gols基因家族可分为7个亚组.保守基序和基因结构分析显示,亲缘关系近的Gols基因之间的保守基序和基因结构也十分相似.启动子顺式作用元件分析显示,GhGols基因存在多个与非生物胁迫应答相关的顺式作用元件.组织表达模式分析显示,一些GhGols基因在特定的组织中优势表达.PEG处理下的表达分析显示,部分GhGols基因的表达受到PEG的显著诱导,其中GhGols6的表达受PEG诱导显著上调.qPCR结果显示GhGols6的转录水平也受到干旱胁迫的显著诱导(P<0.01).进一步利用病毒诱导的基因沉默技术(virus induced gene silencing,VIGS)对GhGols6基因进行沉默,发现沉默GhGols6降低了棉花对干旱胁迫的耐受性,表明GhGols6是棉花干旱应答的正调控因子.本研究为后续深入研究Gols基因在棉花干旱胁迫应答中的功能提供了参考.