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棉花作为一种经济作物,在生长发育的过程中经常会受到非生物胁迫的威胁。通过外源施加褪黑素（MT）和遗传转化MT合成基因提高MT浓度都可以减轻非生物胁迫的影响。已有研究报道,MT参与植物应对盐胁迫,但MT调控棉花应答盐胁迫的分子机制尚不清楚。在本研究中,以棉花中9807为材料,利用植物生理学、生物信息学、分子生物学和基因组学等手段从内源和外源两个方向研究了褪黑素调控棉花耐盐性的分子功能。主要研究结果如下:1对三叶期的棉花幼苗进行不同浓度褪黑素（0、20、50、100、200μM）预处理,以0μM作为对照,用100 m M浓度的Na Cl溶液处理棉花幼苗。在盐胁迫处理四天时,20μM MT处理的棉花幼苗尽管子叶全部萎蔫脱落,但真叶只出现部分萎蔫且未死亡。为了探究内源褪黑素含量是否与棉花耐盐性有关,测定了两个棉花材料（中9807,GK50）三叶期幼苗内源褪黑素水平,发现耐盐性较好的中9807根和叶中的褪黑素含量均高于GK50。推测棉花的耐盐性可能与MT含量存在着一定的关系。同时,为了探究棉花内源MT是否参与到棉花抵御盐胁迫,对三叶期棉花幼苗盐处理,测定内源褪黑素含量,以清水处理作为对照,结果表明盐处理诱导了内源褪黑素含量的升高。总之,棉花褪黑素参与了棉花应对盐胁迫的抵御,与棉花耐盐性存在一定的关系。2利用三种处理:CK（对照）、S（100 m M Na Cl）和M-S（20μML褪黑素+100 m M Na Cl）研究MT对盐胁迫下棉花的保护作用,通过RNA-seq分析,在S和M-S处理之间,有786个显著差异表达基因（DEGs）（356个上调,430个下调）。MT处理改变了氧化还原相关基因的表达,受MT诱导的AP2、WRKY、NAC等转录因子可能在耐盐性中发挥重要作用,MT在棉花抵御盐胁迫的防御网络中协调其他植物激素,通过磷脂酰肌醇信号系统相关基因诱导信号分子应答盐胁迫。综合我们的结果,通过一条复杂调控网络去描述褪黑素在提高棉花耐盐性方面的分子作用,通过调节抗氧化系统、植物激素、转录因子、磷脂类代谢、信号分子多种机制提高棉花对盐胁迫的耐受性。3发现一个推定的5-羟色胺-N-乙酰转移酶（SNAT）基因GH＿D02G1113,通过整合陆地棉生SNAT基因家族成员的结构特征、系统发育、基因结构、表达模式以及非生物胁迫等因素,在全基因组中对陆地棉的SNAT所在家族进行了系统分析。系统发育分析表明,陆地棉全基因组共鉴定出63个SNAT基因,可分为5个亚类（亚类I-V）。各组SNAT成员多数具有相似的motif组成和基因结构特征。这些成员中有一半多的Gh SNAT成员含有gibberellin-responsive元件和Me JA-responsive元件,GA、Me JA可能是调控Gh SNAT家族的重要信号,参与非生物胁迫反应。利用本实验室内的RNA-seq数据研究Gh SNAT基因在冷、热、盐和PEG胁迫下的表达模式。在不同胁迫条件下,Gh SNAT基因的表达水平发生了变化,说明Gh SNAT成员参与了非生物胁迫的调控。4利用病毒诱导的基因沉默技术将褪黑素合成相关基因Gh SNAT34沉默,基因沉默植株内源褪黑素含量显著降低,植株活性氧清除系统和Ca2+信号转导降低,导致耐盐性降低。外源补充适量的褪黑素可以缓解盐胁迫对沉默植株带来的影响。说明棉花Gh SNAT34在调控内源褪黑素水平中发挥着重要的作用,通过调控棉花内源褪黑素含量来参与盐胁迫反应。