【目的】针对黄河流域棉区冬春土地闲置、秸秆资源利用率低及植棉效益不高等问题，提出利用棉花秸秆在冬闲田栽培大球盖菇并实现菌渣还田的棉花-大球盖菇一年两熟种植模式，旨在探究其对系统生产力、经济效益及土壤肥力的综合影响，以期为当地棉区绿色可持续发展提供技术支撑。【方法】于2022―2024年在山东省临清市设置田间试验，以一年一熟春棉（MFC）和一年一熟短季棉（MSC）为对照，系统比较春棉与大球盖菇套种（FC+SR）及短季棉与大球盖菇接茬（SC+SR）2种一年两熟模式的周年产量、经济效益与土壤养分含量动态。【结果】与MFC处理相比，FC+SR、SC+SR处理的籽棉产量分别显著降低7.7%、14.2%，但通过收获大球盖菇（鲜菇产量为20.80~21.53 t·hm^-2），系统纯收益显著提高至21.67万~24.41万元·hm^-2，为MFC处理的43.3~48.8倍，且SC+SR模式的纯收益较FC+SR模式提高12.6%。与棉花单作相比，棉花-大球盖菇一年两熟模式结合秸秆-菌渣还田显著提升了0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量，且SC+SR模式的提升效果普遍优于FC+SR模式。【结论】棉花与大球盖菇一年两熟种植模式在黄河流域棉区可行，其中短季棉-大球盖菇接茬（SC+SR）模式的综合表现更优，该模式实现了农田秸秆资源循环利用、经济效益与土壤地力协同提升，是推动黄河流域棉区农业高质量发展的有效途径。

【目的】近年在新疆棉田出现1种为害棉纤维的病害，受感染的棉纤维吐絮后变为鼠灰色的僵瓣，完全失去商品价值。为明确该病害的病原种类以及病害发生与螨类之间的关系，开展本项研究。【方法】2021年和2023年从新疆南北疆25个植棉单位采集161份病样，用组织分离法分离并纯化病原菌，通过形态学特征、分子生物学分析及致病性测定鉴定病原菌。田间人工接种棉株的不同组织器官确定病原菌的侵染部位。通过观察田间发病棉铃内穗螨出现频率，结合带菌螨对离体棉铃的接种实验，探究穗螨与病害发生的关系。【结果】棉纤维黑孢霉腐烂病在新疆棉田普遍发生，危害呈逐渐加重趋势。从新疆棉田采集的病样中共分离获得146个黑孢霉菌株。菌株的形态特征与Nigrospora gorlenkoana一致；27个代表性菌株的真核生物核糖体内转录间隔区rDNA-ITS、翻译延伸因子基因TEF1-α和β-微管蛋白基因TUB2的DNA序列与N. gorlenkoana具有高度同源性；5个代表性菌株在田间和室内均能引起棉纤维灰黑色腐烂。因此，引起新疆棉纤维黑孢霉腐烂病的病原菌为N. gorlenkoana。N. gorlenkoana只侵染棉纤维，不侵染棉花的种子、叶片、茎秆、棉蕾和花器官。肾形穗螨（Siteroptes reniformis）与病害的发生密切相关，发病棉铃内均有肾形穗螨的成螨或孕腹体，其可携带N. gorlenkoana的分生孢子进行病害传播。【结论】新疆近年出现的棉纤维腐烂病是由N. gorlenkoana引起的1种专门为害棉纤维的病害，肾形穗螨是最重要的传播介体。

【目的】探究蔗糖在棉花抗黄萎病反应中的作用，分析编码糖最终输出转运蛋白（sugars will eventually be exported transporter, SWEET）基因GhSWEET55的功能，为揭示棉花抗黄萎病的分子机制提供理论依据。【方法】采用伤根法对棉花接种黄萎病菌（Verticillium dahliae），通过分光光度法检测棉花根部的蔗糖含量变化；通过转录组测序获取差异表达基因；通过KEGG通路分析，研究差异表达基因的富集情况；通过转录组测序分析并结合实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）研究棉花SWEET基因的表达模式；运用生物信息学方法分析GhSWEET55蛋白序列特征和系统进化关系，并通过qRT-PCR分析其表达模式；利用病毒诱导的基因沉默技术验证GhSWEET55基因的功能。【结果】黄萎病菌侵染后12 h和48 h，棉花根部蔗糖含量显著增加，在侵染后96 h棉花根部蔗糖含量显著降低。一些差异表达基因富集到蔗糖相关的能量代谢通路与防御反应通路。SWEET基因家族多数成员存在差异表达，其中类Ⅲ成员GhSWEET55基因显著上调表达。GhSWEET55基因在棉花叶中表达量最高，编码蛋白定位于质膜。沉默GhSWEET55基因后，棉花对黄萎病的抗病性提高。【结论】蔗糖参与棉花抗黄萎病反应。SWEET基因家族响应黄萎病菌的侵染。GhSWEET55负调控棉花对黄萎病菌的抗病性。

【目的】叉头框蛋白G1（forkhead box protein G1, FOXG1）作为转录因子在细胞增殖和分化过程中起关键作用。目前，FOXG1基因家族在棉花中尚未得到系统研究。本文旨在对棉花中该基因家族进行鉴定分析。【方法】利用生物信息学方法鉴定棉花FOXG1基因家族成员，分析蛋白的理化性质、保守基序及系统进化关系。利用转录组数据分析陆地棉和海岛棉中FOXG1基因的表达模式。通过陆地棉FOXG1基因的单倍型与纤维品质性状的关联分析以及在拟南芥中转基因超表达GhFOXG1-4基因，初步探究FOXG1基因的功能。【结果】在陆地棉、海岛棉、雷蒙德氏棉、亚洲棉、毛棉、黄褐棉、达尔文氏棉、草棉中分别鉴定到6个、5个、3个、3个、6个、6个、6个、3个FOXG1基因，这38个FOXG1蛋白和拟南芥的3个FOXG1蛋白可分为4个亚群。GhFOXG1-1在花药和胚珠中的表达量较高，GhFOXG1-2、GbFOXG1-1和GbFOXG1-2在花药、胚珠和纤维组织中高表达，GhFOXG1-4在胚珠中的表达量较高。GhFOXG1-4和GhFOXG1-5分别有2种、3种单倍型，单倍型间的纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值存在显著差异。过表达GhFOXG1-4基因的拟南芥茎细胞宽度显著大于野生型。【结论】在8个棉种中共鉴定出38个FOXG1基因，部分GhFOXG1基因的优异单倍型具有协同改良纤维品质的潜力，GhFOXG1-4正调控拟南芥茎细胞宽度，为后续研究FOXG1家族基因的功能奠定了基础。

【目的】探究再生水灌溉和不同覆盖方式对棉花生长发育、产量和纤维品质的影响。【方法】2024年在新疆昌吉回族自治州呼图壁县开展田间试验。设置6个处理：全生育期井水灌溉+秸秆覆盖（T₁）、全生育期再生水灌溉+秸秆覆盖（T₂）、需水关键期（蕾期、花铃期）再生水灌溉+秸秆覆盖（T₃）、全生育期再生水灌溉+地膜覆盖（T₄）、需水关键期再生水灌溉+地膜覆盖（T₅）、全生育期井水灌溉+地膜覆盖（CK）。比较不同处理下棉花株高、茎粗、叶面积指数（leaf area index, LAI）、产量性状、灌溉水利用效率和纤维品质的差异；并结合熵权逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS）进行综合评价，筛选出最优处理。同时，对土壤和棉花不同组织器官的重金属元素含量进行测定分析。【结果】花铃期、吐絮期，与井水灌溉相比，再生水灌溉显著提升了棉花株高、茎粗和LAI；秸秆覆盖处理下的棉花株高、茎粗和LAI大于地膜覆盖处理；T₂处理的株高、茎粗、LAI最大。T₂处理的籽棉产量、皮棉产量及灌溉水利用效率最高，纤维上半部平均长度、断裂比强度、断裂伸长率及马克隆值优于其他处理。熵权TOPSIS法的综合评价表明，T₂处理的表现最佳。与井水灌溉相比，再生水灌溉显著增加了0~60 cm土层土壤铬、铅含量以及棉花根、茎、叶中的铬含量，显著降低了0~60 cm土层土壤及棉花根中的砷含量。不同处理下，土壤和棉株中汞、镉、铬、铅和砷的含量均低于风险筛选限值。【结论】在本试验条件下，全生育期再生水灌溉结合秸秆覆盖处理的综合表现最优。

【目的】针对新疆机采籽棉中杂质混入且人工分拣效率低的问题，提出1种高效精准的籽棉杂质检测方法以提升棉花质量。【方法】在YOLO v11的基础上，首先，引入基于归一化的注意力机制模块，使网络在兼顾目标通道特征和像素特征的同时，减少参数量与计算复杂度，从而提升检测精度。其次，针对检测目标易出现在边缘的特点，使用轻量级自适应提取模块替换主干网络和颈部网络中的部分卷积模块，更好地保留下采样阶段的边缘与结构信息，并有效降低参数量。最后，使用高效层聚合网络替换主干网络中的改进版金字塔池化模块，增强特征多尺度提取与信息聚合能力，从而提升复杂背景下不同尺度目标的感知性能。【结果】CID-YOLO模型在籽棉杂质检测任务中表现优异，其检测精确率为92.1%，召回率为89.5%，F₁分数为90.8%，平均精度均值达到92.8%，整体识别效果明显优于现有YOLO系列模型。【结论】在YOLO v11基础上改进的CID-YOLO模型能够实现对机采籽棉中滴灌带、彩色杂质、棉秆及地膜的快速、精准识别，为籽棉杂质的实时检测提供了有效的技术支持，具有良好的应用前景。

【目的】构建海岛棉酵母双杂交文库，利用酵母双杂交实验筛选GbbHLH130的互作蛋白。【方法】通过Gateway法构建了海岛棉酵母双杂交文库，利用酵母双杂交技术筛选与GbbHLH130蛋白互作的候选蛋白。【结果】本研究成功构建了海岛棉酵母双杂交文库，次级文库容量为1.36×10⁷ CFU，插入片段长度大于1 000 bp，重组率为100%。利用酵母双杂交技术筛选到298个阳性克隆，通过酵母回转验证GbRAV1和GbHSFA1b与GbbHLH130互作。【结论】本研究成功构建了海岛棉酵母双杂交文库，并初步筛选到GbbHLH130的候选互作蛋白GbRAV1和GbHSFA1b，提示它们可能在GbbHLH130介导的响应干旱胁迫的生物学过程中发挥功能，但其互作机制及在干旱响应中的具体作用有待进一步研究。