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棉花黄萎病目前已成为降低棉花产量和纤维品质的关键生物胁迫因素。挖掘棉花抗病基因并揭示棉花抗黄萎病的分子机理是抗病育种的前提。近年来，有研究报道，在水稻中发现了2个基因Bsr-d1和Bsr-k1，它们分别以调控过氧化氢和木质素的积累的方式影响水稻对稻瘟病的广谱抗性。本研究基于以上结果，通过RT-PCR技术分别从棉花中克隆了水稻Bsr-d1和Bsr-k1同源的基因，分别命名为GhBsr-d1L1、GhBsr-d1L2和GhBsr-k1。对这些基因进行了生物信息学分析和表达模式分析。采用VIGS技术分别对GhBsr-d1L1和GhBsr-k1进行沉默。当基因发生沉默时，对相应棉株接种黄萎病，然后进行病情指数和黄萎病菌生物量检测，同时对抑制GhBsr-k1表达的棉株进行茎段菌丝恢复培养和茎部剖杆病情检测。对抑制GhBsr-k1表达的棉株在接种枯萎病菌后的病情指数进行分析，在GhBsr-k1沉默前后，对棉株木质化和木质素合成相关基因的表达量进行分析。主要结果如下：
1.GhBsr-d1L1、GhBsr-d1L2和GhBsr-k1的ORF长度分别为672bp、732bp和3531bp。保守结构域分析表明GhBsr-d1Ls编码C2H2锌指蛋白。GhBsr-k1与Bsr-k1均编码相似的TPR蛋白结构域。而且不同物种的Bsr-k1同源蛋白具有较高的保守性。表达模式分析显示GhBsr-d1Ls和GhBsr-k1分别在茎和根中表达量最高，并且在不同程度上响应黄萎病菌的侵染。
2.构建了GhBsr-d1L1和GhBsr-k1基因的VIGS载体，并分别获得了GhBsr-d1L1和GhBsr-k1基因沉默的棉花植株：TRV:GhBsr-d1L1和TRV:GhBsr-k1。TRV:GhBsr-d1L1和TRV:GhBsr-k1的病情指数和黄萎病菌的生物含量均显著低于TRV:00；茎段恢复生长分析发现TRV:GhBsr-k1茎段黄萎病菌的含量显著少于TRV:00，并且TRV:00茎部褐变程度更深，此外TRV:GhBsr-k1对枯萎病菌的抗性显著增强。
3.抑制GhBsr-k1表达后棉株的木质素含量增加，并且处于苯丙烷途径中的PALs、C4H以及4CL基因表达上调。此外PALs和GhBsr-k1在mRNA水平上呈显著负相关。
以上结果表明：GhBsr-d1L1和GhBsr-k1是抗黄萎病的负调控因子。GhBsr-k1为棉花中潜在的广谱抗病基因，GhBsr-k1的潜在功能是通过调控PALs的mRNA水平，进而调节木质素的生物合成，最终影响棉花对黄萎病和枯萎病的广谱抗性。
1.GhBsr-d1L1、GhBsr-d1L2和GhBsr-k1的ORF长度分别为672bp、732bp和3531bp。保守结构域分析表明GhBsr-d1Ls编码C2H2锌指蛋白。GhBsr-k1与Bsr-k1均编码相似的TPR蛋白结构域。而且不同物种的Bsr-k1同源蛋白具有较高的保守性。表达模式分析显示GhBsr-d1Ls和GhBsr-k1分别在茎和根中表达量最高，并且在不同程度上响应黄萎病菌的侵染。
2.构建了GhBsr-d1L1和GhBsr-k1基因的VIGS载体，并分别获得了GhBsr-d1L1和GhBsr-k1基因沉默的棉花植株：TRV:GhBsr-d1L1和TRV:GhBsr-k1。TRV:GhBsr-d1L1和TRV:GhBsr-k1的病情指数和黄萎病菌的生物含量均显著低于TRV:00；茎段恢复生长分析发现TRV:GhBsr-k1茎段黄萎病菌的含量显著少于TRV:00，并且TRV:00茎部褐变程度更深，此外TRV:GhBsr-k1对枯萎病菌的抗性显著增强。
3.抑制GhBsr-k1表达后棉株的木质素含量增加，并且处于苯丙烷途径中的PALs、C4H以及4CL基因表达上调。此外PALs和GhBsr-k1在mRNA水平上呈显著负相关。
以上结果表明：GhBsr-d1L1和GhBsr-k1是抗黄萎病的负调控因子。GhBsr-k1为棉花中潜在的广谱抗病基因，GhBsr-k1的潜在功能是通过调控PALs的mRNA水平，进而调节木质素的生物合成，最终影响棉花对黄萎病和枯萎病的广谱抗性。