【摘 要】
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富含半胱氨酸受体类激酶(CRK)是植物受体类激酶的一种,在植物生长发育、激素信号传导和抗逆境胁迫中发挥重要作用。迄今未见有关棉花CRK基因的研究报道,应用BLASTp程序搜索棉
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富含半胱氨酸受体类激酶(CRK)是植物受体类激酶的一种,在植物生长发育、激素信号传导和抗逆境胁迫中发挥重要作用。迄今未见有关棉花CRK基因的研究报道,应用BLASTp程序搜索棉花基因组数据库,鉴定棉花CRK基因家族;使用TBtools制作陆地棉CRK基因家族的染色体定位、基因结构和蛋白质结构域示意图;从NCBI数据库下载RNA-Seq数据,利用转录组定量工具Kallisto计算TPM值,通过在线工具Morpheus绘制陆地棉CiRK家族基因表达热图。利用VIGS技术沉默GhCRK25研究其在陆地棉抵御黄萎病病原菌Vd991中的作用;将GhCRK25转入拟南芥研究其在抵御大丽轮枝菌Vd991中的作用;为研究和利用陆地棉CRK家族基因奠定基础。主要研究结果如下:1.陆地棉基因组中有70个CRK基因,分布于14条染色体,其中52个基因(74.3%)集中串联成簇分布于A6/D6、A9/D9、A10/D10染色体,且在A/D染色体组之间呈现高度共线性关系。编码302～901个氨基酸,58个蛋白质(82.9%)具有跨膜结构域,主要定位于叶绿体、质膜和胞外。磷酸化位点预测结果表明,陆地棉和拟南芥CRK有5个相同的磷酸化位点基序。65个陆地棉CRK基因的启动子区(92.9%)至少含有一种逆境激素响应原件,69个基因启动子区(98.6%)至少含有一种生物或非生物胁迫响应元件。根据RNA-Seq数据分析结果,陆地棉CRK基因可分为三种不同的组织表达特征类型;盐、干旱、冷、热胁迫以及接种大丽轮枝菌均可以导致部分陆地棉CRK表达水平改变,可划分为三种逆境响应类型。2.GhCRK25具有7个外显子和6个内含子,ORF长度为1965bp,编码654个氨基酸,相对分子质量73.37 kD,理论等电点7.63。陆地棉GhCiRK25基因启动子区包含多种植物激素响应元件以及胁迫和防御响应元件。GhCRK25在根、茎、叶和胚珠中优势表达,而在纤维中几乎不表达;ABA、GA3、SA、PEG-6000、NaCl和大丽轮枝菌Vd991处理均能刺激GhCRK25迅速上调表达。VIGS技术沉默GhCRK25降低了陆地棉对大丽轮枝菌Vd991的抗性,而过表达GhCRK25增强了转基因拟南芥对大丽轮枝菌Vd991的抗性。陆地棉CRK家族基因,在基因组上串联成簇分布,其在陆地棉抵御多种生物胁迫和非生物胁迫过程中发挥重要的作用。GhCRK25基因与棉花黄萎病抗性相关。
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