陆地棉与斯特提棉六倍体后代性状鉴定及抗旱基因图谱分析

摘要

[目的]远缘杂交及多倍化是植物物种形成及作物种质创新的重要途径。实验室前期通过陆地棉与野生斯特提棉远缘杂交加倍获得可育的异源六倍体，近十年温室越冬保存发现其具有抗寒和抗旱性，本研究旨在解析异源六倍体的抗旱机制。[方法]对异源六倍体不同世代进行形态学和细胞学比较鉴定，同时对S₁代现蕾期进行干旱胁迫转录组测序分析。[结果]形态学鉴定表明，S₁和S₂的叶片相关性状差异不显著，异源六倍体和杂种F₁在叶面积、叶形指数、叶绿素含量等方面都存在显著差异。通过鉴定叶片下表皮气孔性状发现随着倍性的增加，气孔密度下降，保卫细胞长度增加，叶绿体数目显著增多（S₁和S₂分别为19.73个和19.33个），进一步证实了异源六倍体的真实性。转录组测序分析结果表明，2302个差异基因上调，2681个下调。干旱胁迫处理后，下调表达基因多于上调表达基因。GO富集分析发现差异基因主要注释到转录调控DNA、细胞大分子生物合成等途径。对差异基因进行功能注释和富集分析，筛选到与棉花抗旱相关的8个候选基因，DNA修复相关基因（TRINITY＿DN8596＿c0＿g1）在干旱下特异性上调，揭示了异源六倍体可能通过增强基因组稳定性来抵御干旱诱导的氧化损伤。[结论]本研究不仅为棉花抗旱机制解析提供了理论依据，也为棉花抗旱育种提供了新材料。

关键词

野生斯特提棉 / 异源六倍体 / 干旱胁迫 / 性状鉴定 / 转录组学分析