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棉酚与其它保护萜类都是次生代谢物,在植物对害虫的自我保护系统中增加植物的抵抗能力。(+)-δ-杜松烯合酶基因与棉酚合成过程有密切的关系。本课题分别构建(+)-δ-杜松烯合酶基因的两个亚组CAD1-c、CAD1-a目标序列的干涉载体并进行了遗传转化。其中,CAD1-a也构建了含有种子特异启动子的干涉载体,以期望得到种子中没有棉酚,而植株中含有棉酚的棉花材料。随后,用qRT-PCR技术验证转基因材料中目标基因和棉酚合成相关基因的转录水平。获得以下实验结果:(1)通过RT-PCR分析杜松烯合酶基因与棉酚合成相关基因的表达模式得出,FPS、P450、dHG-6-OMT在根和子叶中高度表达;CAD1-c在棉花茎、叶、萼片和果皮中有所表达;CAD1-a在这些组织中均未表达。(2)分析转基因棉花材料CAD基因表达水平发现,当干涉掉CAD1-c基因后,CAD1-a基因上调表达;干涉掉CAD1-a基因,CAD1-c基因上调表达,说明基因CAD1-a和基因CAD1-c在功能上可能有一定的互补作用。同时也发现把CAD1-a基因干涉很彻底时,CAD1-c基因的表达量也会很低,说明CAD1-a基因在一定程度上可以调控CAD1-c基因的表达。(3)CAD1-c基因参与的信号传导机制可能属于PTI途径,而CAD1-a基因参与的信号传导机制可能属于ETI途径。JA可能通过抑制WRKY1转录因子的表达来调控CAD1-a基因的表达。CAD1-c基因可能影响植物激素信号ABA的传导路径,并参与了植物激素信号传导和抗病原菌等过程。(4)分析转基因材料的转录组数据发现,编号为A-2(CAD1-a)的株系有122个基因上调表达,58个基因下调表达;C-15(CAD1-c)的株系有421个基因上调表达,115个基因下调表达。其中453个基因在CAD1-c中发生变化,97个在CAD1-a中发生变化,有83个基因在两个材料中都发生变化。(5)通过对转基因材料的棉酚测定发现,CAD1-a和CAD1-c基因的干涉系棉酚都有所降低,CAD1-a的效果更好。种子特异启动子转基因后代棉籽中棉酚的含量显著降低,如果棉籽直接用于养殖业和食品加工行业等领域,可以带来巨大的经济价值。