植物在生长发育中面临多种逆境胁迫，并进化出了调控多重逆境胁迫与生长发育的信号网络。WRKY转录因子是植物特有的一类转录因子家族，在植物的生长发育和胁迫响应中发挥重要功能。GbWRKY1是我们前期从棉花中鉴定到的一个响应黄萎病菌侵染的基因。已有的研究发现，将其异源转化拟南芥后能调控拟南芥低磷响应。进一步研究表明，GbWRKY1可以绑定JAZ1的启动子并激活其表达，从而实现同步调控抗病性和生长发育。本研究在前期已有的研究基础上，对GbWRKY1在棉花响应低磷胁迫中的功能进行了鉴定，并探讨了磷稳态对棉花抗病性的影响和机制；此外，我们也对GbWRKY1在盐和干旱胁迫中的调控功能进行了探究。本论文取得的主要研究结果如下：
　　1、GbWRKY1在调控棉花低磷胁迫响应中的效应不明显
　　我们对野生型和GbWRKY1转基因超表达和干涉棉花材料进行了盆栽实验和苗期的低磷处理实验，实验结果显示磷含量、鲜重、株高以及激素含量等生理生化指标在GbWRKY1转基因材料和野生型间并没有规律的变化趋势，这可能和棉花本身对低磷胁迫有较高的耐受性有关。
　　2、低磷处理能激活茉莉酸信号路径和次生代谢并显著增强了棉花对黄萎病菌的抗性
　　我们对正常和低磷处理下生长三周的棉花进行了黄萎病菌接种鉴定，结果表明低磷处理后棉花对黄萎病菌V991的抗性显著提升，病指的统计、真菌生物量的检测以及恢复培养等实验结果与表型一致。激素含量测定结果表明，低磷处理后棉花叶片中茉莉酸和茉莉酸异亮氨酸的含量显著上升，且茉莉酸信号路径相关基因的表达被显著激活
　　我们对正常和低磷条件下生长三周的野生型棉花的叶片进行了转录组的测定，结果总共鉴定到约2700个差异基因，对低磷处理后显著上调的基因进行KEGG通路的富集分析后发现，苯丙烷代谢路径的重要组分-类黄酮合成路径在低磷处理后被显著激活。进一步对整个苯丙烷代谢路径中的差异基因进行分析表明位于主干路径上游的三个关键酶(PAL、C4H和4CL)都在低磷处理后显著上调，且木质素合成路径中的差异基因大部分也在低磷处理中呈上调表达的趋势。
　　代谢组测定结果发现，在可以准确定性的240种代谢物中，我们鉴定到了69种在低磷处理下含量显著增加或减少的差异代谢物。进一步分类结果表明，类黄酮化合物占了所有差异代谢物的28%，且含量都在低磷处理后显著升高。对这69种差异代谢物进行代谢通路的富集分析，结果也显示类黄酮合成路径被显著富集；这些结果表明，低磷处理下棉花抗病性的提高可能是通过类黄酮和木质素等次生代谢物的合成增强来实现的。
　　3、GbWRKY1超表达通过削弱ABA信号路径降低了盐和干旱的耐受性
　　表达模式分析表明，GbWRKY1的转录水平在盐、PEG以及ABA处理后显著上调。拟南芥种子萌发的敏感性测试表明，GbWRKY1超表达系对盐和渗透胁迫更敏感；成株期的抗性鉴定表明，GbWRKY1超表达拟南芥对盐和干旱胁迫的耐受性显著降低；棉花中的干旱处理实验也表明，GbWRKY1超表达植株相比野生型对干旱更敏感。表达分析表明，在氯化钠、甘露醇和ABA处理后，ABA响应标志基因-RAB18和RD29A的诱导程度在GbWRKY1超表达系中显著降低。此外，拟南芥种子萌发和幼苗的ABA处理实验表明，相比对野生型GbWRKY1超表达系对ABA的敏感性显著降低。在GbWRKY1超表达系AOV9中敲除JAZ1后可以恢复其ABA不敏感的表型，而JAZ1超表达会表现出和GbWRKY1超表达系类似的ABA不敏感的表型。进一步通过酵母双杂筛选，我们鉴定到JAZ1与ABI1存在互作。以上结果说明GbWRKY1可能通过JAZ1-ABI1互作模块来负调控ABA信号路径，进而影响了盐和干旱的耐受性。