棉花根部低磷胁迫基因表达谱分析及相关基因的发掘

磷是植物生长发育所需的大量营养元素之一, 当周围环境中磷缺乏时, 植物往往通过扩大根系范围来增加对土壤中磷的吸收, 同时调节一些生化代谢途径。目前人们将克隆低磷诱导产生的基因以及信号转导作为研究重点，许多低磷诱导的基因已经被克隆出，而棉花的这方面研究还处于空白。本项目在棉花耐低磷材料筛选的基础上，利用棉花全基因组芯片对耐低磷极端型棉花品种在正常营养条件和低磷胁迫处理条件下的根部和地上部材料进行基因表达谱分析，探索棉花在磷供应不足的缺磷环境下的应答机制，发掘棉花磷代谢过程中的关键基因，并利用反向遗传学（如RNAi）以及基因过量表达等技术，研究关键基因的分子生物学功能和评价其利用价值。此项研究在理论上有望揭示棉花耐低磷的机制，探讨棉花磷胁迫响应的分子网络，同时为磷高效利用基因的发掘提供科学依据；在实践上为培育磷高效利用的棉花新种质提供理论基础和侯选基因。

磷对植物的生长发育起着重要的作用，但土壤有效磷含量不足已成为世界范围内制约作物产量和品质提高的重要因素。植物在遭受低磷胁迫时，体内会形成适应性机制，因此解析调控植物对低磷胁迫适应性的分子机制也成为科学领域的一大热点，而棉花的这方面研究还处于空白。本项目经过三年的工作，取得了一系列特色的创新性成果。.本项目的研究结果主要包括三方面的内容：（1）对收集到的棉花种质资源进行耐低磷的表型鉴定，筛选到新陆早19号和中棉所32号等极端耐低磷品种；（2）通过对低磷极端型棉花品种的表达特性分析，构建了棉花耐低磷差异基因功能调控网络和耐低磷差异基因共表达网络关系，首次揭示了棉花耐低磷的分子机制调控网络。（3）使用电子延伸等基因克隆技术，以棉花的表达序列标签（EST）为基础，获得棉花磷高效利用基因两个。.