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目的:植物受到胁迫时,通常会产生大量的活性氧,活性氧的积累会造成氧化胁迫,对植物形成严重伤害。植物经过长期的物种进化形成了有效清除活性氧的机制。谷氧还蛋白(Glutaredoxin,Grx)是一类小分子氧化还原蛋白,可以调节蛋白质的氧化还原状态从而维持蛋白质的功能。近年来,越来越多的植物谷氧还蛋白基因被发现和克隆,并进行功能分析。类谷氧还蛋白(glutaredoxin-like,GRL)是新划分的一种类型,对这一新类型蛋白功能的研究报道较少,因此克隆和分析类谷氧还蛋白基因对于更深入了解谷氧还蛋白家族功能以及研究植物抗逆反应的机理都有重要意义。方法:本研究根据拟南芥的类谷氧还蛋白基因从棉花的数据库中鉴定陆地棉(Gossypium hirsutum L.)类谷氧还蛋白家族基因并进行了生物信息学分析;利用VIGS技术构建Gh GRL26基因的沉默植株,对沉默植株进行盐和干旱胁迫后,分析其生物学功能;利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建Cas9-Gh GRL26编辑载体,遗传转化棉花。结果:1.从陆地棉数据库中鉴定了32个陆地棉GRL家族基因。序列分析发现,这32个基因均具有GRX-GRX-Like保守结构域,并且主要定位在细胞核;Gh GRL基因的多重序列比对和保守序列分析发现,该家族成员序列一致性约为31.31%,大部分基因包含4个保守基序,同时这4个保守基序与保守结构域重叠;Gh GRL基因的系统发育分析可将32个Gh GRL基因分为3组,基因结构分析发现该家族基因大部分无内含子;染色体定位分析显示32个基因随机分布在19个染色体上,每条染色体上的Gh GRL基因数目有差别;表达谱数据分析表明,Gh GRL基因在根、茎、雄蕊、雌蕊、子房、叶片和花等7个组织器官中均有表达。2.通过VIGS(Virus-induced gene silencing)技术获得Gh GRL26基因沉默棉花植株。利用q PCR(Quantitative Real-time PCR)技术检测基因的沉默效率,发现沉默基因植株叶片中Gh GRL26基因的表达量显著低于对照,表明陆地棉中Gh GRL26基因的表达成功被抑制。对沉默基因株系进行盐胁迫和干旱胁迫处理。对沉默植株进行盐胁迫处理,检测叶片Gh GRL26基因表达量、叶绿素含量、CAT(Catalase)活性、SOD(Superoxide dismutase)活性、H2O2(Hydrogen peroxide)含量、MDA(Malondialdehyde)含量等相关指标。结果表明:在盐胁迫下,沉默基因植株的叶片Gh GRL26基因表达量、叶绿素a含量极显著低于空载对照;沉默基因植株CAT活性、SOD活性低于空载对照,其中SOD活性达到显著水平;沉默基因植株的H2O2含量和MDA含量均高于空载对照植株,其中H2O2含量达到显著水平。在干旱胁迫下,检测叶片Gh GRL26基因表达量、叶片失水率、叶片相对含水量、CAT活性、SOD活性、POD活性、H2O2含量、MDA含量等相关指标。结果表明:在干旱胁迫下,沉默基因植株的叶片Gh GRL26基因表达量、叶绿素a含量、叶片相对含水量极显著低于空载对照;CAT活性、SOD活性低于空载对照,均达到显著水平;H2O2含量和MDA含量高于空载对照植株,其中H2O2含量达到显著水平。3.通过CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced shortpalindromic repeats/CRISPR associated)编辑技术和农杆菌介导的棉花遗传转化方法获得了Gh GRL26基因编辑胚性愈伤。结论:在陆地棉中鉴定32个Gh GRL基因,通过生物信息学分析发现,这类基因具有相似的基因基序、基因结构和富含半胱氨酸的保守的结构域,同时这类基因不同组织器官中均有表达。对Gh GRL26基因沉默棉花植株进行盐和干旱胁迫,表明,Gh GRL26基因沉默的棉花植株响应盐和干旱胁迫。通过CRISPR/Cas9编辑技术获得了Gh GRL26基因编辑胚性愈伤,为进一步探索Gh GRL26基因功能奠定了基础。