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茉莉酸(Jasmonic Acid,JA)是一种重要的植物内源激素,在植物的生长发育和逆境响应中扮演着重要角色。茉莉酸参与植物生命活动的途径包括合成、代谢和信号转导。目前,在模式生物拟南芥中,茉莉酸途径关键节点基因已基本清晰,但是棉花中茉莉酸途径关键基因的鉴定和功能验证进展缓慢。本研究通过在统一标准下,分别鉴定陆地棉茉莉酸途径13个关键节点基因家族;并结合转录组数据,分析节点基因家族在陆地棉中的表达特性;最后,结合76份陆地棉核心种质的10×重测序数据,分析节点基因家族的SNP变异密度及其与棉花品种地理分布和农艺性状的相关性。对阐明茉莉酸在棉花生长生理中的功能奠定了基础,为茉莉酸途径在棉花中的进一步研究提供理论支持。主要研究结果如下:1.利用同源比对的方法,在陆地棉基因组中完成了涵盖合成、代谢以及信号转导三个层面的13个茉莉酸途径关键节点基因家族鉴定,共鉴定得到166个基因。其中合成途径Gh PLA1s基因家族鉴定得到的基因数目最多;信号转导途径Gh NINJAs基因家族鉴定得到的基因数目最少。2.利用陆地棉公共转录组数据,对陆地棉茉莉酸途径中13个节点基因家族内同源基因的表达特性进行分析,发现Gh PLA1s、Gh JAZs和Gh LOXs基因在营养器官和花中优势表达;Gh NINJAs基因在胚珠和纤维起始时期优势表达;Gh AOCs基因在-1DPA的胚珠中优势表达;Gh MFPs基因在营养器官、花和纤维中优势表达。说明茉莉酸途径中不同节点基因家族参与棉花生长发育的时期和组织均存在差异。3.利用76份陆地棉资源材料重测序数据,对陆地棉茉莉酸途径中152个基因的单核苷酸多态性(SNP)进行分析,发现来自A亚基因组的基因在外显子及其上游2kb核苷酸序列上的平均SNP密度均低于D亚基因组;在上游2kb核苷酸序列上,Gh COI1家族基因的平均SNP密度较低,而Gh ACX家族基因较高;在外显子上,Gh AOC家族基因的平均SNP密度较低,而Gh AOS和Gh ACX家族基因较高。说明陆地棉茉莉酸途径中各节点基因的保守性存在差异。4.利用46份不同棉区陆地棉资源材料的重测序数据,分析了152个基因单核苷酸多态性(SNP)并计算了不同流域之间在每个SNP位点的FST值。结果显示,在上游2kb核苷酸序列、外显子和下游2kb核苷酸序列上西北内陆亚群的SNP密度均高于黄河流域亚群和长江流域亚群;在Gh KAT-1A基因的下游2kb核苷酸序列上发现一个黄河流域亚群和长江流域亚群分化最显著的SNP位点(A/G);在Gh PLA1-2A基因的下游2kb核苷酸序列上发现黄河流域亚群和西北内陆亚群分化最显著的SNP位点(C/A);在Gh PLA1-1A基因的外显子上发现长江流域亚群和西北内陆亚群分化最显著的SNP位点(T/C)。说明陆地棉茉莉酸途径参与了棉花品种的区域性分化。5.分析了44份自然群体材料的茉莉酸途径152个基因上SNP位点与开花时间和种子大小的相关性,发现Gh LOX-2A与种子大小显著相关,Gh LOX-11D、Gh JAZ-9D和Gh ACX-1A与开花时间显著相关(P<0.001)。并进一步通过开发KASP标记,在161份自然群体中进行了验证。其中Gh LOX-2A在161份自然群体中被验证与种子大小相关。