基因工程技术已成为作物品种改良的常规技术。IF11为转iaaM基因的棉花种质系,该基因通过产生色氨酸单加氧酶,从而提高胚珠中的IAA含量,最终提高IF11的衣分,改良马克隆值。本实验室研究发现,IF11种质系各器官中的生长素含量都有显著提高,且外源基因导入或IAA含量提高显著地影响了 IF11体内的棉酚代谢,降低了 IF11棉酚的贮存能力。本研究主要以IF11种质系以及其受体材料冀棉14为材料,研究iaaM基因转入受体后对于棉仁、花瓣、萼片、铃壳、苞叶、上部叶、中部叶、下部叶等各器官色素腺体大小、密度和棉酚及其旋光体含量的影响,并研究iaaM基因对于色素腺体形成及棉酚合成相关基因在各个器官表达的影响,为进一步利用该种质系提供依据。主要结果如下:(1)系统地比较了转iaaM基因的IF11种质系与受体亲本冀棉14之间各器官的色素腺体密度和大小、左右旋棉酚含量和总棉酚含量。结果表明,IF11大多数器官的色素腺体较冀棉14稀小,但中部叶除外;IF11大部分器官的总棉酚含量小于冀棉14,IF11的左旋棉酚含量普遍低于冀棉14,但右旋棉酚含量却普遍高于冀棉14。说明IF11色素腺体和棉酚含量的降低与外源iaaM基因的导入和IAA上调密切相关,IAA含量上调可能会影响到色素腺体的形态建成和棉酚的合成。(2)系统地观察了 6份陆地棉各器官的色素腺体表现,并测定其棉酚及其旋光体的含量。结果表明,低酚棉全株无色素腺体,而有酚棉各器官的色素腺体表现有明显差异,其中棉仁色素腺体最密,苞叶最稀;铃壳的色素腺体最大,花瓣和棉仁最小。有酚棉中,棉仁的总棉酚含量最高(0.8823%～1.2371%),左旋棉酚占37.90%～49.68%;苞叶的总棉酚含量最低(0.0271%～0.0335%)。低酚棉各器官中也存在着一定量的棉酚及其旋光体,但其含量显著低于有酚棉,其中棉仁的总棉酚含量仅为0.011%。(3)系统地分析了 6份陆地棉各器官的色素腺体表现与棉酚及其旋光体含量之间的相关性。结果表明,有酚棉的色素腺体密度与大小之间呈极显著负相关,与总棉酚及其旋光体含量之间呈极显著正相关;色素腺体密度与棉酚旋光体含量之间呈极显著的正相关,而色素腺体大小与右旋棉酚含量之间呈显著的负相关,与左旋棉酚含量和总棉酚含量没有显著的相关性。各器官中,棉仁与花瓣的总棉酚含量存在着高度的相关性。因此,可以通过花瓣的棉酚含量来判断棉仁的棉酚含量。(4)采用荧光定量PCR技术,系统地分析了色素腺体形成和棉酚合成相关基因在IF11及其受体材料中的表达情况。结果表明,色素腺体形成基因GoPGF在IF11大部分组织中的相对表达量最大,棉酚合成基因HMG1和和HMG2在IF11根中的相对表达量与冀棉14无显著差异,CYP706B1、GhCPR1和GhCPR2基因在IF11根中的相对表达量与冀棉14差异显著,且较于冀棉14有显著降低。说明iaaM基因的导入并没有影响到色素腺体的形成,但影响到了根部的棉酚合成,从而导致IF11的棉酚含量降低。