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谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transferase，GST)在植物抵抗生物和非生物胁迫过程中常发挥重要作用。本研究以陆地棉基因组(AADD)测序结果为基础，结合亚洲棉、雷蒙德氏棉、拟南芥、可可、葡萄、小球藻、海葵和小立碗藓基因组测序结果，对陆地棉GST基因家族进行基因数目鉴定、物理定位、基因结构和遗传起源分析，解析陆地棉GST基因家族遗传进化机制。结合黄萎病菌和盐胁迫下的转录组文库，分析GST基因在参与生物和非生物胁迫抗性反应中的表达模式。主要研究结果如下: 1.陆地棉中鉴定出九类共123个GST基因，其中115个基因定位在除A亚组6号染色体外的25条染色体上，涉及A亚组53个基因，D亚组62个基因，趋向于染色体末端分布。大多数A亚组与D亚组GST基因表现出染色体位置对应关系。陆地棉中45个GST基因共形成14个串联重复组，其中12组是由Tau类基因构成。九类GST中，Tau类基因数目最多，有64个。Tau类基因除GhDt11g1391没有内含子外，其余均含有1个内含子;另外八类GST基因中内含子数在1-20个范围内。 2.陆地棉九类GST基因编码蛋白中，MAPEG类和个别Tau类蛋白属于疏水蛋白，剩余GST蛋白均属于亲水蛋白。此外，Zeta类、绝大多数Tau类和Phi类蛋白呈酸性;MAPEG类、TCHQD类和绝大多数Theta类蛋白呈碱性，DHAR类、Ef1bγ类和Lambda类蛋白等电点变化范围较大。 3.首次对9类GST亚家族进行类型演化分析发现:约距今7亿年前，Zeta类GST基因和含有完整Tau类C端的基因已经出现;约距今4.5-7亿年间，DHAR类、Ef1bγ类、Lambda类、Phi类、TCHQD类和Theta类GST基因已经出现;约距今1.5-4.5亿年间，完整的Tau类与MAPEG类已经出现。此外，发现MAPEG类基因可能源于Tau类基因，而Tau类基因又源于Lambda类基因。试验也推测基因复制和丢失是现今陆地棉9类GST家族基因形成的主要原因。 4.在陆地棉中检测到5个古老基因簇，其中3个分布在A亚组2、9和13号染色体上，2个分布在D亚组2和13号染色体上，推测D亚组9号染色体上的古老位点丢失。此外，进化出新的GST基因包括GhAt07g0667、GhAt10g0606、GhAt12g0927、GhDt10g0793和GhDt12g1017。 5.在黄萎病菌胁迫下构建的转录组文库中，检测到11个A亚组和6个D亚组GST基因存在表达差异。其中A亚组9号染色体Tau类基因GhAt09g1508、GhAt09g1509和GhAt09g1510均存在差异表达，且GhAt09g1509基因仅在抗性品种农大601中特异表达。在盐胁迫下构建的转录组文库中，检测到26个GST基因存在表达差异，其中在盐胁迫快速应答阶段和特异应答阶段存在表达差异的基因分别有16和15个，其中两个应答时期共同存在差异表达的GST基因有6个，分别为GhAt02g0259、GhAt13g2263、GhDt10g1453、GhDt13g1618、GhDt04g0580和GhDt11g1211。 综上，陆地棉中123个GST基因中有115个定位到25条染色体上，有64个Tau类基因，数量最多。7亿年前，完整Zeta类基因出现，是最古老的类型。MAPEG类基因可能源于Tau类基因，而Tau类基因又源于Lambda类基因。祖先GST基因经过基因重复和丢失等形成陆地棉现有的GST基因家族，有5个古老基因簇保留，且在黄萎病菌和盐胁迫下依然表达。在黄萎病菌和盐胁迫下分别检测到17个和26个GST基因存在表达差异，为遗传育种改良提供了基因资源。