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棉花是我国重要的经济作物,但其产量和品质常受干旱、低温、盐碱以及病原菌侵染等多种逆境胁迫的影响。为了适应和抵御这些逆境胁迫,植物在长期进化的过程中,逐渐形成了一系列复杂的防御反应机制。其中,转录因子在这些防卫反应中起到了十分重要的作用。WRKY转录因子是植物所特有的一类转录因子,不仅参与调控植物的生长发育、衰老及物质代谢等一系列生理过程,还广泛参与植物对各种生物及非生物胁迫的应答过程。然而,相对于Ⅰ类和Ⅱ类WRKY转录因子,关于Ⅲ类WRKY转录因子生物学功能的研究仍较少。在本研究中,我们从棉花中分离得到一个Ⅲ类WRKY基因,命名为Gh WRKY27a,并对其在生物和非生物胁迫反应中的表达特性及生物学功能进行了一系列研究。具体结果如下:(1)Gh WRKY27a的c DNA序列全长为1513bp,包含1068bp的开放阅读框(ORF)、319bp的5’非编码区和126bp的3’非编码区。ORF编码一个含有356个氨基酸残基的多肽,预测其分子量为40.062k Da,p I值为5.46。氨基酸序列比对以及聚类分析表明,Gh WRKY27a属于第Ⅲ类WRKY转录因子。亚细胞定位分析结果表明Gh WRKY27a定位在细胞核中。(2)利用Plant CARE和PLACE数据库对Gh WRKY27a的启动子序列进行分析,得到一系列与胁迫应答相关的顺式作用元件。进一步对Gh WRKY27a的表达特性进行研究,发现Gh WRKY27a的表达可受干旱、高盐和低温等非生物胁迫,过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、水杨酸(salicylic acid,SA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,Me JA)、乙烯(ethylene,ET)等信号分子及立枯丝核菌(Rhizoctonia solani,R.solani)的诱导。(3)利用病毒介导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术,获得棉花Gh WRKY27a沉默植株。通过对其进行抗旱性检测,发现Gh WRKY27a的沉默能够提高植株对干旱胁迫的耐受力。此外,采用农杆菌介导的叶盘法转化本生烟,获得Gh WRKY27a超表达植株。Gh WRKY27a超表达植株对干旱胁迫十分敏感,且超表达植株的叶片具有较高的失水率。以上结果表明,Gh WRKY27a在植物对干旱胁迫的应答反应中起负调控作用。进一步研究发现,Gh WRKY27a的超表达能够抑制转基因植株干旱诱导的ABA累积,且破坏ABA介导的气孔关闭。(4)Gh WRKY27a超表达植株接种R.solani后,转基因植株比野生型植株具有更严重的发病表型。进一步研究发现,超表达Gh WRKY27a改变了转基因植株中防卫反应相关基因的表达量。由此推测,Gh WRKY27a可能在植物应对R.solani的侵染中起负调控作用。(5)在干旱胁迫和R.solani侵染后,我们发现转基因植株比野生型植株积累更多的活性氧,且抗氧化相关基因的表达水平降低。此外,转基因植株降低了对氧化胁迫的耐受性。这表明Gh WRKY27a可能通过增加活性氧的积累,增强对逆境胁迫的敏感性。