棉花作为我国纺织工业中的重要原料,与许多产业的健康发展息息相关。然而,最近几年,我国棉花的质量现状令人担忧。因此,许多棉花工作者已经将提高棉花纤维品质作为首要任务。次生壁增厚期在棉纤维发育过程中至关重要,棉花纤维次生壁与其他植物细胞不同,主要由含量高达95%的纤维素组成,以及含量较低的木质素和木聚糖。然而,对棉花次生细胞壁生物合成的转录调控研究仍不深入。本研究从棉花中分离到一个R2R3-MYB转录因子GhMYB9,并在前期实验的基础上研究了GhMYB4a和GhMYB146两个基因,这三个基因在纤维发育过程中表达量较高,并且都具有与苯丙烷代谢通路启动子区结合的能力。为研究GhMYB4a基因是否参与纤维次生壁的生物合成,本研究特别对GhMYB4a在拟南芥中进行了超表达,通过对转基因植株的观察,发现转基因植株根毛和叶表皮毛密度都发生相应的增多。从转基因植株q PCR结果来看,许多次生细胞壁合成相关基因表达量都较野生型植株显著上升。全文主要结果如下:(1)克隆得到GhMYB9基因其cDNA全长1145 bp,开放阅读框长795 bp,编码264个氨基酸,预测分子量约为29.624 kDa,等电点为9.13。推测的氨基酸序列中含有2个高度保守的SANT结构域,基因组包含2个外显子和1个内含子。进化树分析发现,GhMYB9和GhMYB(HQ234875.1)属于同一个分支。(2)利用qPCR方法分析了GhMYB4a、GhMYB9、GhMYB146三个基因在棉花纤维发育不同时期及不同组织中的表达模式。结果表明三个基因在棉纤维不同的发育时期均有表达,其中在纤维伸长期的表达量较高;分析不同组织中三个基因的表达情况,认为三个基因均具有一定程度的表达特异性,其中GhMYB9组织表达特异性较为明显,花瓣中的表达量最高,根和真叶中表达量最低;GhMYB146组织表达特异性不明显。(3)本研究利用酵母单杂交的方法初步验证了陆地棉三个R2R3-MYB基因GhMYB36、GhMYB9和GhMYB146的结合特异性,结果表明GhMYB4a基因与ACⅠ结合特异性较高,GhMYB9与ACⅢ结合特异性较高,GhMYB146与三个元件都能结合。(4)将GhMYB4a基因转入模式植物拟南芥中。对T2代转基因拟南芥植株进行表型观察,发现GhMYB4a在拟南芥中的过表达使得根毛和叶表皮毛密度都有不同程度的增加。分析荧光定量结果发现,转基因植株中许多纤维次生细胞壁生物合成相关的纤维素合成基因(Ces1、Ces3、CesA4、Ces6、CesA7 and CesA8)和木质素合成相关基因(4CL1、CCOMT1、PAL1、COMT1、CCR1 and CAD5)表达量比野生型植株增大。