【目的】对棉花衣分和铃重进行全基因组关联分析，挖掘相关的候选基因，为通过分子标记辅助选择和分子设计育种提高棉花产量提供遗传基础。【方法】利用300份陆地棉种质资源重测序（10×）数据和3 055 642个高质量单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）对2年5个环境及最佳线性无偏预测值（best linear unbiased predictive value, BLUP）的衣分和铃重进行了全基因组关联分析，检测相关的显著关联位点和候选基因。【结果】衣分和铃重在不同环境下存在较广泛的变异，衣分平均变异系数为9.40%，遗传力为92.81%；铃重平均变异系数为11.96%，遗传力为86.67%。不同环境间，群体的铃重呈极显著正相关关系，衣分也呈极显著正相关关系。群体结构分析、主成分分析和系统发育分析将300份陆地棉分为6个亚群，全基因组关联分析共检测到223个数量性状位点（quantitative trait locus, QTL）与衣分相关，89个QTL与铃重相关。对衣分中筛选到的3个稳定的QTL qLP_Gh5.18、qLP_Gh12.43和qLP_Gh17.2进一步分析，发现17个相关候选基因；对铃重中筛选到的2个稳定的QTL qBW_Gh7.5和qBW_Gh19.5进一步分析，发现8个相关候选基因。【结论】在300份陆地棉群体中鉴定到5个稳定的QTL与棉花衣分和铃重关联，挖掘到25个与衣分和铃重相关的候选基因。

【目的】研究适当推迟大豆播种时间对棉花-大豆间作系统生产力的影响。【方法】于2022年和2023年在山东省临清市开展大田试验，设置棉花单作（CM）、早播大豆单作（ESM）、晚播大豆单作（LSM）、棉花与早播大豆间作（C||ES）和棉花与晚播大豆间作（C||LS）共5个处理，比较研究了不同处理的植株农艺性状、叶面积指数、群体光合速率、作物产量、收获指数和土地当量比（land equivalent ratio, LER）等指标。【结果】间作利于减少吐絮期棉花单株烂铃数。与CM和C||ES处理相比，盛铃期和吐絮期C||LS处理的棉花叶面积指数显著提高，盛蕾期、盛花期和盛铃期C||LS处理的平均群体光合速率显著增大。C||LS处理的籽棉产量比CM处理显著提高11.8%~13.5%，其中边行籽棉产量显著提高21.4%~23.5%；比C||ES处理显著提高6.4%~9.4%，其中边行的籽棉产量显著提高12.9%~14.8%。C||LS处理的棉花生物产量比CM和C||ES处理分别提高14.6%~18.1%和8.1%~8.6%，其中边行棉花生物产量分别提高22.9%~31.3%和11.9%~21.2%。不同处理间棉花的收获指数无显著差异。不同处理的大豆产量表现为C||ES>C||LS>ESM>LSM。早播大豆的生物产量高于晚播大豆。C||LS处理的大豆收获指数最大。C||LS处理的LER比C||ES处理显著提高4.8%。【结论】适当推迟大豆播种期能够缓解棉花-大豆间作系统中大豆对棉花的竞争，进而提高棉花-大豆间作系统的生产力。

【目的】探究外源褪黑素（melatonin, MT）对盐胁迫下棉花生长发育的调控效应。【方法】以国欣棉9号为材料，采用室内盆栽方法，土壤含盐量为0.3%（质量分数），筛选出适宜的MT浓度后，设置4个处理：浇灌清水+喷施清水（CK）、浇灌盐水+喷施清水（S）、浇灌清水+喷施MT（MT）和浇灌盐水+喷施MT（MS），研究了不同处理下棉花的株高、茎粗、叶面积、叶绿素相对含量（用soil and plant analyzer development，SPAD值代表）、单株生物量、根冠比、抗氧化酶活性、活性氧含量以及渗透调节物质含量的变化，并对上述指标进行了相关分析。【结果】与CK处理相比，S处理显著降低棉花的株高、茎粗、叶面积、SPAD值、单株地上部鲜物质质量、地下部鲜物质质量、地上部干物质质量、地下部干物质质量，显著提高根冠比；在盐胁迫处理后期，S处理显著降低叶片超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）和过氧化氢酶（catalase, CAT）活性，显著提高过氧化氢、超氧阴离子和丙二醛的含量，显著降低可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量。与S处理相比，盐胁迫下叶片喷施200 μmol·L^-1 MT（MS处理）可显著提高棉花的株高、茎粗、叶面积、SPAD值、单株地上部与地下部的鲜物质质量及地上部干物质质量，显著降低根冠比，显著提高SOD、POD和CAT活性，显著降低过氧化氢、超氧阴离子和丙二醛的含量，显著提高可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量。棉株地上部干物质质量与株高、茎粗、叶面积、SPAD值、地上部鲜物质质量、地下部鲜/干物质质量、SOD活性、POD活性、CAT活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量均呈显著正相关关系，而与超氧阴离子含量、丙二醛含量显著负相关。【结论】叶面喷施200 μmol·L^-1 MT能够有效缓解高盐环境（土壤含盐量为0.3%）对棉花产生的氧化胁迫与渗透胁迫，促进棉花生长，提高耐盐能力。

【目的】研究外源脯氨酸对棉花根际土壤微生物碳源利用和土壤酶活性的影响，深入了解脯氨酸防病促生的生态机制。【方法】设置施用不同浓度（0、50、100、200和400 mmol·L^-1）脯氨酸处理，以感黄萎病棉花品种鄂荆1号为试验材料，利用Biolog-ECO平板法评价不同处理的根际土壤微生物群落功能多样性和碳源利用情况；采用主成分分析比较不同处理的根际土壤微生物的碳源利用特征，测定棉花根际土壤中脲酶、β-葡萄糖苷酶、中性磷酸酶和芳基硫酸酯酶的活性；通过冗余分析解析土壤酶活性与土壤微生物对不同类型碳源利用能力的相关性。【结果】除400 mmol·L^-1脯氨酸处理的土壤微生物McIntosh指数显著上升外，施用脯氨酸处理的土壤优势度指数、香农-维纳多样性指数、均匀度指数及丰富度指数与空白对照均无显著差异。培养6~20 d，50~200 mmol·L^-1脯氨酸处理的土壤微生物代谢活性均低于空白对照，但差异均不显著；400 mmol·L^-1脯氨酸处理的土壤微生物代谢活性显著高于空白对照。土壤微生物对氨基酸类、羧酸类和碳水化合物类具有较高的利用能力。50~400 mmol·L^-1脯氨酸处理下，土壤微生物对L-苯丙氨酸、D-半乳糖酸内酯、β-甲基-D-葡萄糖苷、糖原的利用能力显著提高，对L-精氨酸、D-半乳糖醛酸、D-木糖、i-赤藓糖醇的利用能力显著降低。与空白对照相比，施用脯氨酸处理导致土壤β-葡萄糖苷酶和脲酶活性显著降低，对中性磷酸酶活性无显著影响；芳基硫酸酯酶活性随脯氨酸浓度升高呈现先下降后上升趋势。冗余分析表明，脲酶活性与土壤微生物对L-精氨酸、D-半乳糖醛酸、γ-羟基丁酸、D-木糖和i-赤藓糖醇的利用能力正相关；β-葡萄糖苷酶活性与土壤微生物对L-精氨酸、丙酮酸甲酯、D-木糖和i-赤藓糖醇的利用能力正相关；中性磷酸酶活性与土壤微生物对L-天冬酰胺酸、D-半乳糖醛酸、γ-羟基丁酸、糖原和β-甲基-D-葡萄糖苷的利用能力正相关；芳基硫酸酯酶活性与土壤微生物对L-苯丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸、D-氨基葡萄糖酸、D-半乳糖酸内酯、衣康酸和D-甘露醇的利用能力正相关。以碳水化合物为碳源时，β-葡萄糖苷酶和脲酶活性与土壤微生物对糖原的利用能力负相关。【结论】施用外源脯氨酸改变根际土壤微生物的碳代谢活性，导致土壤中β-葡萄糖苷酶和脲酶活性显著降低。以碳水化合物为碳源时，这2种酶活性与土壤微生物对D-木糖和i-赤藓糖醇的利用能力存在正相关性，与土壤微生物对糖原的利用能力存在负相关性。

【目的】探究种植模式与灌溉定额对新疆南疆棉花生长、产量和纤维品质的影响。【方法】以新陆中67号为试验材料，2023年在新疆图木舒克市开展大田试验，设置2种种植模式：（66 cm+10 cm）宽窄行配置（M1）、76 cm等行距配置（M2）；3个灌溉定额：3 600 m³·hm^-2（W1）、4 500 m³·hm^-2（W2）和5 400 m³·hm^-2（W3）。比较不同处理下土壤含水率以及棉花株高、茎粗、叶面积指数、光合性能、产量、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。【结果】各处理在花铃期灌溉后0~30 cm土层土壤平均含水率增幅最大（12.18~15.13百分点），30~60 cm土层次之。相同灌溉定额下，灌溉后M2处理的0~30 cm土层土壤平均含水率高于M1处理。相同灌溉定额下，M2处理的株高、茎粗、叶面积指数均大于M1处理；相同种植模式下，棉花的株高、茎粗、叶面积指数均随灌溉定额增加呈增大趋势。花铃期M2W2处理的叶片净光合速率和叶片水分利用效率显著高于其他处理。M2W2处理的籽棉产量最高，较其他处理显著增加3.26%~17.70%，其灌溉水利用效率显著大于M1W2、M1W3和M2W3处理，M2W1处理的灌溉水利用效率最高。M2W2处理的纤维长度整齐度指数最大，上半部平均长度和断裂伸长率也较高。熵权TOPSIS法评价结果表明，M2W2处理的综合表现最优。【结论】在南疆地区采用灌溉定额为4 500 m³·hm^-2的76 cm等行距种植模式能够较好地促进棉花生长发育，提升籽棉产量和纤维品质。

【目的】明确龟纹瓢虫（Propylea japonica）酪氨酸脱羧酶（tyrosine decarboxylase, TDC）基因的结构特征、分子特性和表达情况，探明其作为章鱼胺关键合成酶基因在瓢虫生殖发育中的调控作用。【方法】通过生物信息学软件分析鉴定了龟纹瓢虫PjTDC1~4基因及其结构特征，选择其中PjTDC1基因，采用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction, PCR）、实时定量聚合酶链式反应（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）和RNA干扰（RNA interference, RNAi）技术，探索了PjTDC1基因在不同组织和不同发育时期的表达模式及其在龟纹瓢虫中的功能。【结果】生物信息学分析表明，龟纹瓢虫中存在4个TDC基因，并命名为PjTDC1~4。4个龟纹瓢虫TDC蛋白均有PLN02880结构域。 PjTDC1基因开放阅读框共1 728 bp，编码 575 个氨基酸残基。龟纹瓢虫PjTDC1蛋白与甘薯小象甲（Cylas formicarius）的TDC蛋白有最高的同源性。PjTDC1基因在龟纹瓢虫不同发育阶段均有表达，在幼虫期和羽化1~7 d的雌虫中的表达量均逐渐降低，其中在1龄幼虫中表达量最高，在卵期、4龄幼虫及7日龄雌成虫中表达量较低。PjTDC1基因在不同组织中均有表达，但主要在卵巢、背部表皮和头部中有较高的表达量。RNAi试验结果显示，PjTDC1基因沉默抑制龟纹瓢虫卵母细胞中卵黄沉积，除此之外，在双链RNA注射后的第1天和第3天，处理组初级卵母细胞宽度显著小于对照组卵母细胞宽度，分别降低10.03%和18.60%。【结论】明确了龟纹瓢虫TDC基因的基本结构特征，以及PjTDC1在龟纹瓢虫不同发育阶段和不同组织的时空表达模式，明确了其在龟纹瓢虫卵母细胞的卵黄沉积过程中的正向调控作用，可为进一步解决龟纹瓢虫大规模人工扩繁难题提供理论依据。