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棉花黄萎病是影响棉花生产的主要病害,乙烯信号路径在棉花与黄萎病菌的互作中扮演着重要的角色。明确乙烯在棉花抗黄萎病反应中的调节机制,并调控乙烯信号路径来改良棉花的抗病性对棉花抗病育种和生产具有重要意义。本研究从海岛棉品种"7124"中克隆了乙烯信号路径的一个ERFs类转录因子基因GbERF1-like,并对其在棉花抗黄萎病反应中的作用机制开展了研究,取得的主要结果有：1、克隆了GbERF1-like的全长序列,其ORF框为537 bp,编码179个氨基酸的多肽,含有一个59个氨基酸的ERFs类转录因子保守AP2/ERF结构域。序列聚类显示GbERF1-like与GhERF1 （AY181251.1）, GhERF8 （JN656957.1）, TbERF （XM007035031.1）, GbERF5 （JN003808.1）和AtERF1 （AB008103）具有较高的同源性。表达分析显示GbERF1-like在棉花的不同组织都有表达,并能快速响应ET、MeJA处理。相对于感病的陆地棉,GbERF1-like在抗病的海岛棉接种黄萎病菌"V991”后上调表达迅速,并且持续的时间长。2、通过农杆菌介导的遗传转化获得了GbERF1-like在棉花中的超量表达系COV20、COV5与抑制表达系Ci8、Ci6,以及GbERF1-like在拟南芥中的超量表达纯系AOV12、AOV5。接种鉴定分析表明,GbERF1-like的超量表达增强了转基因棉花和拟南芥的抗病性,而抑制GbERF1-like表达的转基因棉花抗病性降低。基因表达分析表明GbERF1-like在棉花中能正调控PR3、PR4的表达,负调控PR1、PR5的表达。但在拟南芥中GbERF1-like能促进AtPR3、AtPR4及AtPDF1.2的表达,但抑制AtPR2的表达。此外,表达分析还显示木质素合成路径相关基因表达受GbERF1-like表达水平的影响,GhPAL5、GhC4H1、GhC3H1、GhHCT1、 GhCCoAOMT1和GhF5H2等基因在GbERF1-like超量表达棉花中表达上升,而在其抑制转基因系中表达量下降。类似的结果在拟南芥中也有发现,这暗示GbERF1-like可能在植物中参与木质素合成的调控。此外,与Mock相比,接种黄萎病菌后GbERF1-like超量表达的转基因棉花、拟南芥中木质素合成路径相关基因的表达上调更为显著。用Wiesner方法对棉花茎的木质素染色结果显示,Mock处理及"V991”处理后的各棉花材料均可被染为红色,所有接种处理的着色明显比Mock深。在Mock处理的各材料间,GbERF1-like超量表达的转基因棉花染色最深,而GbERF1-like抑制表达的转基因棉花染色最浅。木质素总量测定与染色结果相符,接菌处理后,WT、转基因系茎的木质素总量均比Mock处理对应材料显著增加。在Mock及"V991”接种处理后,GbERF1-like超量表达的转基因棉花、拟南芥中木质素总量分别比WT增加6.9%-44.3%,而抑制GbERF1-like表达的转基因棉花中木质素总量比WT降低13.2%-23.4%。木质素单体测定表明,与Mock相比,各材料的G和S单体在接菌后都增加。在Mock及"V991”接种处理后,棉花G单体含量在超表达材料中比WT高但没有达到显著水平,RNAi系的G单体含量比WT显著降低,在5.9%-12.4%之间。转基因拟南芥与WT相比,G单体含量增加幅度在11.2%-31.6%之间。各棉花材料的S单体含量在两种处理中,超表达材料含量较野生型增加10.8%-33.6%,而抑制表达的转基因系下降,降低了7.4%-12.9%。拟南芥的S单体增加不明显。3、分析显示GhHCT1和AtPAL3两个基因的启动子序列均含有TAAT-box、 CAAT-box及GCCGCC-box的ERF类转录因子结合顺式元件。利用酵母单杂交分析表明GbERF1-like与GhHCT1和AtPAL3的启动子之间存在互作。利用双分子荧光检测进一步证实GbERF1-like在棉花原生质体中可以结合GhHCT1和AtPAL3基因的启动子,并提高这两个木质素合成关键基因的转录活性。以上结果证明GbERF1-like直接参与了棉花及拟南芥的木质素合成调控。4、为了进一步证明GbERF1-like介导的棉花抗黄萎病增强与木质素合成激活有关,我们利用病毒介导的基因沉默技术对GbERF1-like超量表达棉花材料COV20中的GhHCT1进行了抑制。分子检测、接种鉴定及木质素含量测定表明,在抑制GhHCT1表达后,GbERF1-like超量表达棉花材料的抗病性明显降低,其茎部木质素含量减少。同时木质素合成相关基因的表达均受到影响,木质素合成上游基因,如GhPAL1 （Gbscaffold40957.1）、GhPAL5、（Gbscaffold11559.9）、GhC4H （Gbscaffold12103.1）普遍表现为表达量降低,而木质素合成下游的基因则普遍表现为表达水平上升,如GhCCR （Gbscaffold2152.13）, GhCAD （Gorai.009G192400.1）, GhFSH （Gbscaffold12698.2）和GhCOMT （Gorai.004G125600.1）。以上结果证明木质素合成增强在GbERF1-like介导的棉花抗黄萎病反应中具有重要作用。5、通过酵母双杂交筛选鉴定到部分与GbERF1-like互作的蛋白因子。部分因子为前期己报道参与棉花抗病反应的蛋白,如MAPK, MLP, DIRIGENT（Cai et al.,2014;Yang et al.,2015; Hosmani et al.,2013）。此外也有部分互作蛋白的功能还未在棉花抗黄萎病反应中有报道,如P450, HSP, ALLERGEN及GLYOXYLASE等。这些蛋白因子与GbERF1-like互作后对调控木质素合成及棉花抗病反应有何影响还有待进一步研究。