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黄萎病严重影响棉花的产量和品质，种植抗病品种是最为经济有效的防治途径。栽培陆地棉和海岛棉具有不同的优良特性，陆地棉产量高、适应性强但缺乏免疫或高抗黄萎病材料;海岛棉对黄萎病高抗且纤维品质优良。将海岛棉黄萎病抗性转育到陆地棉是现代棉花抗病育种的重要策略之一，抗黄萎病功能基因的挖掘及抗病分子机制研究对于棉花育种改良具有重要意义。 本研究以课题组前期构建的黄萎病菌诱导下的海岛棉cDNA文库为基础，筛选并克隆GbNDR1，研究黄萎病菌及水杨酸诱导条件下基因的表达规律，明确NDR1基因功能，并探索基因抗病作用机制。主要研究结果如下: 1.克隆获得海岛棉GbNDR1基因。该基因序列全长为756bp，其中包含627bp开放阅读框，无内含子，GbNDR1编码208个氨基酸，相对分子质量为22.6kD;NDR1蛋白包含一个跨膜域，属于脂溶性蛋白，且有一个信号肽;与哺乳动物的LEA14蛋白具有相似的三级结构。棉花NDR1基因高度保守，陆地棉中含有GbNDR1的两个同源基因Gh_D13G1490和Gh_A13G1195，经序列比对，与GbNDR1的序列相似度分别为99.68％和98.41％。GbNDR1基因与毛白杨NDR1基因具有较高的同源性(55.5％)。 2.黄萎病菌诱导下，Pima90-53根部组织中GbNDR1的表达量会显著升高。这表明GbNDR1可受黄萎病菌诱导表达，参与棉花的抗黄萎病反应。棉花叶片外源喷施水杨酸后，GbNDR1基因的表达量显著升高，说明水杨酸也可以诱导GbNDR1基因的表达。 3.利用VIGS技术有效沉默棉花内源NDR1基因的表达。沉默植株(TRV∷NDR1)和对照植株(TRV∷00)黄萎病抗性鉴定显示，TRV∷NDR1植株开始发病时间较对照植株提前，TRV∷NDR1植株病情指数(56.9)显著高于对照植株(32.2)，表明抑制NDR1基因表达会降低棉花的抗病性。生化物质测定表明，抑制NDR1基因表达，植株根部和叶片中水杨酸含量均会显著降低且根部较叶片SA含量变化较早;植株H2O2含量升高，TRV∷NDR1叶片溶液的电导率显著高于对照植株。 4.构建了亚细胞定位载体pCamE-GbNDR1，利用农杆菌侵染瞬时转化烟草叶片。结果表明，在细胞质膜有明显的绿色荧光信号，说明GbNDR1在细胞质膜表达。 5.构建了真核表达载体PBI121-GbNDR1，转化拟南芥;并基于卡那霉素筛选和PCR检测获得T3代转基因纯合株系。 综上，克隆获得GbNDR1基因，其可受黄萎病菌和水杨酸诱导表达。该基因通过参与水杨酸信号通路，调节植株体内SA、H2O2水平以及增强棉花对黄萎病的抗性。