棉花是关系国计民生的重要物资。由大Anteromedial bundle丽轮枝菌引发的黄萎病严重影响棉花产量和品质的提高。挖掘棉花抗黄萎病的基因、创造新的棉花种质资源对棉花的可持续发展具有积极意义。本研究基于课题组前期的研究结果,分析海岛棉接种黄萎病菌之后差异表达的蛋白,鉴定到一个硬脂酰酰基载体蛋白去饱和酶(SACPD),其氨基酸序列与拟南芥AtSSI2的同源度高达78%,于是将其命名为Gb SSI2。通过序列比对,在陆地棉基因组中鉴定到了19个SSI2的同源基因。本研究对SSI2基因家族进行了系统分析,并对GhSSI2s在棉花中的功能进行了探索,取得的主要研究结果如下:1.利用拟南芥中已报道的AtSSI2(At2g43710)的蛋白序列作参比,在陆地棉基因组数库中鉴定到19个与其高度同源的基因。选择陆地棉中同源度大于70%的候选基因作为基因编辑的对象。根据基因进化关系对候选基因分组别进行CRISPR/Cas9基因敲除,通过selleckchem MLN8237棉花遗传转化获得四个组别的基因敲除材料。2.获得GhSSI2s敲除棉花材料。敲除植株生长较对照更加矮小,株型变得紧凑,结铃率上升,同时增强了棉花对黄萎病的抵抗能力。敲除植株种子中的油酸占比含量明显下降,脂肪酸总量变化不明显,说明该家族基因参与了棉花体内油酸的代谢。3.获得GhSSI2超表达棉花材料。转基因植株生长健壮,与转化受体Jin668和GhSSI2s敲除植株相比,其株高明显变高,根系更加粗壮;同时超表达植株出现异常生长的情况,在温室条件下叶枝异生成与主茎类似的“两个主茎”;在田间条件下,超表达植株表现为叶枝数量显著增加。代谢分析显示,超表达植株油酸占比含量上升,硬脂酸占比含量下降,说明超表达该基因促进了棉花体内硬脂酸向油酸的转化。超表达GH_D05G3478对棉花抗黄萎病的能力影响不显著。4.敲除植株体内水杨diABZI STING agonist抑制剂酸(SA)含量明显高于对照和超表达植株,SA路径主要抗病基因表达量也明显升高;在接种黄萎病菌后,敲除植株SA相关基因被激活上调表达,上调程度显著高于另外两者,这有可能是其抗性增强的主要原因。超表达植株体内茉莉酸(JA)略低于对照,敲除植株的JA含量高于对照植株;在接种黄萎病菌后,敲除植株JA相关基因表达水平被抑制。综合以上研究结果,我们初步验证了GhSSI2s负调控棉花对黄萎病的抗性,为棉花抗黄萎病育种提供了新的种质资源和理论基础;超表达GhSSI2能促进棉花的营养生长,导致棉花出现两个“主茎”,可以为棉花株型改良提供参考。