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黄萎病(Verticillium wilt)是一种通过土壤与种子传播的维管束真菌病害,是当前影响我国棉花产量和纤维品质最重要的病害之一,主要致病菌为大丽轮枝菌(Verticilliumdahliae)。本研究以陆地棉(Gossypium hirsutum)TM-1 基因组为参考,通过生物信息学分析鉴定细胞壁关联激酶(wall-associatedkinase,WAK)和未知功能域642(domain of unknown function 642,DUF642)两个基因家族,包括基因的染色体定位、理化性质、基因结构、亲缘关系。结合转录组数据和实时定量检测技术,分析了这些基因在逆境胁迫下的表达规律。另外,着重对GhWAK26、GhWAK77和GhDUF642-10等3个基因进行了抗黄萎病功能鉴定。主要研究结果包括:1.在陆地棉基因组鉴定到81个WAKs基因(GhWAKs),分布在18条染色体上,多定位于细胞膜;大部分GhWAKs具有相似的基因结构;按照蛋白结构域可将GhWAKs分为7个亚组。2.12个GhWAKs受黄萎病菌诱导表达;GhWAK77定位在细胞膜上;MeJA和SA喷洒处理棉苗后,Gh WAK26和Gh WAK77在部分时间点显著上调表达,表明它们受这两种激素的诱导。3.利用VIGS技术沉默Gh WAK26和GhWAK77;接种黄萎病菌20d后,沉默组病指显著高于对照组,表明GhWAK26和GhWAK77沉默后植株对黄萎病菌的抗性显著降低。黄萎病菌在棉苗茎秆分离培养结果显示,GhWAK26和GhWAK77沉默使茎秆中黄萎病菌加速扩展,同时结合PCR检测结果表明基因沉默后黄萎病菌在茎秆中含量明显增加。Gh WAK26和Gh WAK77沉默使棉株内H202和NO含量显著降低,POD活性显著升高,木质素含量显著降低。4.陆地棉TM-1基因组中包含23个DUF642基因,分布于14条染色体和1条Scaffold;编码蛋白含有1～2个保守的DUF642结构域,多定位在细胞膜。DUF642家族基因可分成4个亚组,在进化上相对保守。DUF642基因具有较为广泛的组织表达类型,其中根和叶中表达较高。5.通过qRT-PCR技术筛选到6个受黄萎病菌诱导表达的DUF642基因。运用VIGS技术沉默其中的GhDUF642-10,沉默植株叶片较对照组植株黄化、萎蔫程度重,病情指数显著升高,表明该基因在棉花抗黄萎病中发挥重要作用。综上,本研究在陆地棉基因组中鉴定到81个GhWAKs和23个GhDUF642s,它们在棉花中潜在发挥多种生物学功能。GhWAK26、GhWAK77和GhDUF642-10是重要的抗病基因,能够通过影响H2O2、NO含量、POD活性及木质素含量参与棉花对黄萎病的抗性。