HB红花性状来源于野生二倍体比克氏棉,陆地棉HB红花基因被初步定位于7号染色体上。在本研究中,利用SSR分子标记技术对HB红花基因进行精细定位,基因芯片和蛋白质组学技术也被应用于评估陆地棉HB红花近等基因系的相关功能。1、利用SSR分子标记技术,对HB红花基因进行精细定位。根据近等基因系与轮回亲本基因表达模式的差异,最终得到了5对差异引物,分别为A07-0646、A07-0592、A07-0594、CH07-44、CH07-53,并构建了一个全长81.8cM的连锁群,成功将HB红花基因定位于A07-0592与A07-0594之间,与它们的遗传距离分别是7.9cM和37.6cM。对比目前已有的陆地棉基因组测序信息,A07-0592和A07-0594之间物理距离为33Kb,包含21个基因,其中大于400bp的基因有4个,分别为MT-A70家族蛋白甲基转移酶、谷胱甘肽转移酶、类谷氨酰胺转酰胺酶类家族蛋白、八氢番茄红素合成酶,为下一步克隆重要性状相关基因并进行功能分析与验证奠定基础,为陆地棉种质创新和遗传改良提供依据。2、利用棉花全基因组cDNA芯片进行表达差异分析,获得陆地棉HB红花近等基因系与轮回亲本间明显差异表达基因80个(表达差异10倍以上),其中上调基因56个、下调基因24个,主要是与代谢和次生代谢调节相关基因、生物合成、细胞凋亡、信号传导等有关联的cDNAs及某些未知确切功能的基因。利用实时定量PCR技术,对通过基因芯片筛选出的4个明显差异表达基因进行分析,分析结果进一步明确了相关基因的表达调控规律,探讨红花性状形成的因素。3、应用差异蛋白组学方法,对陆地棉HB118与其轮回亲本118之间不同器官、不同生育时期的差异表达蛋白进行了研究,检测出表达丰度上在2倍以上的差异蛋白157个,其中花期叶片差异蛋白57个、絮期叶片差异蛋白56个、花差异蛋白44个,依据功能分为以下几类:(1)与碳水化合物代谢相关蛋白;(2)光合作用相关蛋白;(3)细胞骨架结构相关蛋白;(4)细胞防御相关蛋白;(5)转运相关蛋白;(6)转录与翻译调控蛋白;(7)分子伴侣类蛋白;(8)假定蛋白;(9)其他蛋白。明确了部分相关蛋白质结构、功能及互作网络集群调控规律。利用实时定量PCR技术,对通过蛋白质双向电泳中筛选出的10个差异表达蛋白进行验证,其主要参与了能量代谢、光合作用、转录翻译等过程,为今后开展蛋白功能方面的进一步研究提供基础。