1.4抗病轉(zhuǎn)基因棉花

棉花病害是影響棉花生產(chǎn)的主要因素之一，目前困擾中國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)的主要病害是黃萎病，棉花黃萎病是黃萎病菌經(jīng)土壤傳播、侵染到棉花植株最終引發(fā)維管束疾病的一種真菌性病害，具有危害嚴(yán)重、分布范圍大、寄主種類(lèi)多及存活時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，可造成棉花大量減產(chǎn)甚至絕收，被形象地稱(chēng)為棉花的“癌癥”。針對(duì)以黃萎病為代表的主要病害，采用傳統(tǒng)的防治手段，如通過(guò)傳統(tǒng)育種的方法培育抗病品種、農(nóng)藥防治等方法收效甚微，而且存在培育周期長(zhǎng)，嚴(yán)重污染環(huán)境等問(wèn)題，因此，近年來(lái)中國(guó)研究人員從生物技術(shù)的角度，對(duì)抗棉花黃萎病基因開(kāi)展了大量的研究，并取得了重要進(jìn)展。

高巍以海島棉品種海7124作為研究材料，通過(guò)比較蛋白質(zhì)組學(xué)的方法，一共得到188個(gè)在海7124根系中受黃萎病菌侵染后與水處理的平行對(duì)照相比表達(dá)量出現(xiàn)差異的蛋白，這些蛋白共同參與了棉花對(duì)黃萎病菌入侵的響應(yīng)。徐理分別構(gòu)建了抗黃萎病的海島棉海7124接種黃萎病菌后的抑制差減雜交cDNA文庫(kù)以及通過(guò)大規(guī)模測(cè)序的RNA-Seq技術(shù)研究棉花抗黃萎病機(jī)制，通過(guò)基因表達(dá)分析，獲得了大批棉花抗黃萎病相關(guān)基因，并對(duì)其中的一個(gè)WRKY類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行了較為詳細(xì)的功能。孟憲鵬克隆得到2個(gè)海島棉ERF轉(zhuǎn)錄因子基因，將其轉(zhuǎn)化植物后對(duì)其抗病相關(guān)功能進(jìn)行研究，結(jié)果表明，在轉(zhuǎn)基因煙草中，海島棉ERF轉(zhuǎn)錄因子可以增強(qiáng)煙草PR基因的表達(dá)；在轉(zhuǎn)基因棉花中，可以增強(qiáng)幾丁質(zhì)酶基因、β-1，3-葡聚糖酶基因和PR基因等棉花抗病相關(guān)基因的表達(dá)。由此推測(cè)，將海島棉ERF基因轉(zhuǎn)入棉花超表達(dá)后能夠高效激活下游抗病相關(guān)基因的表達(dá)。通過(guò)對(duì)已得到的轉(zhuǎn)基因棉花部分幼苗進(jìn)行黃萎病菌侵染后發(fā)現(xiàn)：T0轉(zhuǎn)EREB1棉花幼苗的耐病能力高于對(duì)照。通過(guò)上述研究可知：海島棉ERF族基因的新成員EREB1/2在調(diào)控抗病相關(guān)基因表達(dá)方面具有重要作用，EREB1/2在轉(zhuǎn)基因煙草和棉花中超表達(dá)后可有效增強(qiáng)植株體內(nèi)抗病相關(guān)基因的表達(dá)，從而提高了轉(zhuǎn)基因植株的抗病能力。張文蔚以陸地棉高抗黃萎病新品系中植棉KV1為材料，接種大麗輪枝菌強(qiáng)致病力落葉型菌株V991后0—96h棉株幼根總RNA，構(gòu)建正、反向抑制差減雜交文庫(kù)，篩選到147個(gè)信號(hào)強(qiáng)度差異明顯的克隆，建立了黃萎病菌侵染初期陸地棉的抗病相關(guān)基因表達(dá)譜，并證明了GhUbI1、GhEG和GhSCF在陸地棉抗黃萎病的過(guò)程中起重要作用。趙付安采用SSH技術(shù)從轉(zhuǎn)錄組水平探討了陸地棉基因的差異表達(dá)，采用2-DE技術(shù)從蛋白質(zhì)組水平探討了栽培棉近緣野生種瑟伯氏棉的蛋白差異表達(dá)，并以此為基礎(chǔ)克隆了2個(gè)陸地棉結(jié)構(gòu)抗性基因GhDIR和GhSUMO，克隆了瑟伯氏棉根的GPIP，克隆了瑟伯氏棉根的4個(gè)TIR-NBS-LRR類(lèi)抗病基因類(lèi)似物，這七個(gè)基因的克隆為進(jìn)一步研究其抗病功能奠定了基礎(chǔ)。倪萌等采用葉片針刺接種法從細(xì)胞學(xué)方面分析轉(zhuǎn)hpa1xoo棉花與棉花黃萎病菌互作產(chǎn)生的微過(guò)敏抗病反應(yīng)，通過(guò)細(xì)胞顯微觀察表明，轉(zhuǎn)hpa1xoo棉花T-34與非轉(zhuǎn)基因棉花在抗病性表型方面存在明顯差異，轉(zhuǎn)hpa1xoo棉花較非轉(zhuǎn)基因棉花有較強(qiáng)的抗病性。

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