棉花是我国重要的经济作物,大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病一直严重影响着棉花的产量与品质。由于棉花抗黄萎病种质资源的匮乏,传统育种和栽培技术的改进并不能有效对棉花黄萎病进行预防和控制。因此通过现代基因工程技术选育抗病新品种是提高棉花黄萎病抗性的最有效方式。根特异性启动子可以使外源基因仅在受体植物的根部特异表达,从而减少外源基因在受体植物中非特异性表达所造成的浪费以及杜绝外源基因多部位表达对受体植物正常生长的干扰,但现阶段对于棉花根特异性启动子的研究还较为少见。本研究根据已报道的根特异性基因设计引物,利用PCR扩增技术从棉花中克隆获得了四个启动子MIC-3、WRK Y54、TIP-2和PRP-2。启动子序列分析结果表明,四种启动子中都含有ROOTMOTIFTA POX1、OSE1ROOTNODULE、OSE2ROOTNODULE等根特异性表达元件,推测四种启动子为根特异性启动子,其均能够驱动外源基因在植物根部特异性表达。本研究以双元表达载体pCOMBIA1301为模板,通过酶切-连接的方式将pCOMBIA1301载体中的组成型启动子CaMV35S替换为四种棉花根特异性启动子,从而获得了棉花根特异性启动子驱动G US基因表达的重组表达载体,分别命名为MIC-3::GUS、WRKY54::GUS、TIP-2::GUS和PRP-2::GUS,通过根癌农杆菌介导法将重组表达载体转化拟南芥。对转基因植株进行GUU S组织化学染色,结果表明GUS报告基因主要在转基因植株的根部特异性表达,说明MI C-3、WRKY54、TIP-2和PRP-2四种启动子具有较强的根特异表达性。BTD-S为本实验室研究设计的人工合成抗菌肽基因,其对棉花黄萎病具有显著的抗病功能。本研究以重组表达载体MIC-3::GUS为模板,通过酶切-连接的方式将MIC-3::GUS表达载体中的GUS报告基因替换为人工合成抗菌肽基因BTD-S,从而获得了 MIC-3启动子驱动人工抗菌肽基因BTD-S的重组表达载体,命名为MIC-3::BTD-S,通过根癌农杆菌介导法将其转化拟南芥。对转基因植株中的BTD-S抗菌肽基因表达水平进行定量RT-PCR分析,结果表明BTD-S抗菌肽基因主要在转基因植株的根部表达,其根部表达量明显高于叶片等部位,说明MIC-3启动子能够驱动BTD-S抗菌肽基因在植物根部的特异性表达。对转基因植株进行离体抑菌效果鉴定,其结果表明转基因植株根部蛋白粗提取液能够有效抑制大丽轮枝菌菌丝及孢子的生长,说明MIC-3启动子能够驱动BTD-S抗菌肽基因在植物根部产生棉花黄萎病抗性。