【目的】亏缺灌溉是节水农业的一种有效灌溉方式。定量分析亏缺灌溉对我国棉花产量及灌溉水分生产力的影响，为亏缺灌溉在我国进一步推广应用提供参考。【方法】整合2010―2022年已发表的53篇文献，采用元分析方法，定量评估亏缺灌溉条件下不同因素对中国棉花产量和灌溉水分生产力的影响特征。【结果】与充分灌溉相比，亏缺灌溉下籽棉产量平均降低16.2%，而灌溉水分生产力平均增加32.2%。亚组分析表明，在亏缺灌溉条件下我国西北内陆棉区的灌溉水分生产力提升最高，其中新疆地区的减产幅度较小效果最好；降水量相对较少的地区及大田栽培条件下能更有效地利用亏缺灌溉的水分；年平均气温≥10 ℃的地区，采用干播湿出，适当增加灌溉次数能够有效降低亏缺灌溉导致的减产风险；土壤容重<1.5 kg·cm^-3的土壤条件下，亏缺灌溉棉花的减产风险低于高容重的土壤环境；在灌水量为充分灌溉的80%~100%，氮、磷和钾施用量分别为200~300 kg·hm^-2、150~200 kg·hm^-2和100~150 kg·hm^-2的条件下能够有效促进水分利用且降低减产风险。【结论】建议在我国温度相对较高的西北干旱地区，采用干播湿出的棉花种植方式以节水稳产，实施轻度亏缺灌溉，适当增加灌水次数，适量施肥，降低亏缺灌溉对棉花生产的影响。

棉花是重要的经济作物之一，在国民经济中占据重要地位。棉籽作为棉花生产中的重要产物，富含优质的蛋白质和油脂。充分挖掘利用棉籽中的蛋白和油分资源，能够在一定程度上缓解粮食安全问题。随着棉籽的综合利用价值不断被重视，有关棉籽营养品质遗传改良等的研究取得了长足的进步。本综述介绍了棉籽蛋白与油分含量鉴定的常用方法，概述了这些性状的遗传特性和影响因素；对棉籽蛋白、油分含量与纤维产量及品质性状之间的相关关系进行分析；收集整理已报道的335个油分含量数量性状位点（quantitative trait locus, QTL）和196个蛋白含量QTL构建了一致性物理图谱；对棉籽蛋白与油分相关合成途径和调控基因等方面的研究进展进行总结，并展望了棉籽营养品质生物育种未来的研究方向，旨在为棉籽营养品质的遗传改良提供参考。

【目的】探究陆地棉S-腺苷甲硫氨酸合成酶（S-adenosylmethionine synthetase, SAMS）基因在棉花对棉铃虫抗性响应中的功能。【方法】利用实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR）分析GhSAMS基因在棉铃虫取食下的表达模式。利用病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）技术抑制GhSAMS基因的表达，通过分析棉铃虫的生长发育（体重和体长的变化量）、取食偏好性以及棉花叶片受害等级等，初步探究GhSAMS基因的抗虫功能。【结果】qRT-PCR结果表明，棉花叶片中的GhSAMS基因在棉铃虫取食后表达量增加。利用VIGS技术获得了pTRV2::GhSAMS沉默棉株。与饲喂野生型棉花叶片的棉铃虫相比，饲喂pTRV2::GhSAMS棉花叶片的棉铃虫生长发育更快；棉铃虫对pTRV2::GhSAMS棉花叶片表现出更强的取食偏好；二氨基联苯胺（3,3’-diaminobenzidine, DAB）染色结果分析表明，与野生型棉花相比，沉默GhSAMS基因的棉花叶片细胞中H₂O₂的累积量增多。【结论】抑制GhSAMS基因表达降低了陆地棉对棉铃虫的抗性，GhSAMS可作为提高棉花对棉铃虫抗性的候选基因。

【目的】研究不同盐胁迫条件下应用干播湿出技术对棉花出苗率和苗期生长发育的影响，明确抑制干播湿出棉花苗期生长的土壤盐分临界值，为干播湿出的可持续应用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验，通过设置对照处理CK（土壤含盐量：0.30 g·kg^-1）及10个不同的土壤盐分含量处理（T1：1.13 g·kg^-1；T2：2.47 g·kg^-1；T3：4.03 g·kg^-1；T4：5.43 g·kg^-1；T5：6.75 g·kg^-1；T6：7.96 g·kg^-1；T7：9.31 g·kg^-1；T8：10.66 g·kg^-1，T9：12.10 g·kg^-1；T10：13.48 g·kg^-1），考察采用干播湿出技术的棉花的农艺性状、干物质质量和K⁺/Na⁺。同时各处理设置适墒播种对照试验，分析干播湿出技术对棉花出苗率的影响。【结果】土壤盐分对棉种萌发和出苗有显著抑制作用，而干播湿出技术可显著提高出苗率，与适墒播种相比，应用干播湿出技术的T4~T10处理出苗率提高至69.1%~93.3%。盐胁迫对干播湿出棉花农艺性状和干物质质量的累积有显著影响，干播湿出棉花株高、茎粗、真叶数、蕾数及干物质质量均随土壤含盐量的增加而显著降低，CK、T1和T2处理显著高于T4~T10处理。棉株K⁺/Na⁺也随土壤含盐量的增加而显著降低，T4~T10处理显著低于CK、T1和T2处理。基于棉花生长指标的主成分分析结果表明在干播湿出模式下T4~T10处理土壤盐胁迫对棉花生长发育的影响远高于CK、T1~T3处理。【结论】当土壤含盐量高于4.03 g·kg^-1（T3处理），盐胁迫显著抑制棉花苗期生长和干物质累积，且棉株内K⁺/Na⁺显著降低；干播湿出技术可显著提高盐胁迫下的棉花出苗率，但无法避免盐胁迫对棉花生长发育的影响。基于本试验研究结果，盐胁迫抑制干播湿出棉花苗期生长的土壤盐分临界值为4.03 g·kg^-1。

【目的】旨在明确寄主植物挥发物在牧草盲蝽成虫化学通讯中的作用，以及油菜作为诱集植物对棉田牧草盲蝽的诱集和控制效果，为该虫植物源引诱剂的研发和生态调控提供基础资料。【方法】采用固相微萃取技术和气-质联用技术分析鉴定寄主植物挥发物成分；利用触角电位（electroantennography, EAG）仪和四臂嗅觉仪测定牧草盲蝽成虫对所选挥发物的EAG 反应和趋向行为反应，同时在棉田种植油菜诱集带，调查分析诱集带及其临近棉田和对照田（未种植油菜的棉田）牧草盲蝽的种群数量。【结果】在5种牧草盲蝽寄主植物中共鉴定出挥发物25种，其中油菜9种、灰绿藜9种、棉花11种、龙葵10种、马齿苋6种；牧草盲蝽雌虫对苯乙醛的EAG 反应相对值最高，趋向行为反应中苯乙醛、异硫氰酸仲丁酯对牧草盲蝽雌虫的吸引力分别达到了极显著和显著水平；直接测定法试验证明油菜较其他寄主植物对牧草盲蝽更具有吸引力；棉田油菜诱集带对牧草盲蝽有很好的诱集作用，棉田牧草盲蝽的发生量明显减少。【结论】苯乙醛和异硫氰酸仲丁酯对牧草盲蝽雌虫的吸引力达到了极显著或显著水平，可以作为潜在的引诱剂候选组分；油菜诱集带对牧草盲蝽有很好的诱集效果，是一种较理想的牧草盲蝽诱集植物。

【目的】用植保无人机在棉田喷施纳米农药防治棉花蚜虫，探讨助剂对药液理化性质、抗蒸发性能、雾滴沉积分布及对纳米农药防治效果（防效）的影响。【方法】于室内利用动态光散射仪、自动界面张力仪、BP100张力计、接触角仪、超景深拍照系统等测定了添加3种助剂（优若派、杰效丰、Aero-mate 320）后8%（质量分数，下同）烯啶虫胺·呋虫胺纳米农药推荐使用剂量（1 200 g·hm^-2）减量20%的溶液的理化性质及抗蒸发性能，并结合植保无人机田间喷雾试验研究了助剂对雾滴在棉花冠层的沉积分布及农药对棉蚜防效的影响。【结果】在减少20%用量的纳米农药药液中添加体积分数为0.1%的优若派、0.1%的杰效丰和0.6%的Aero-mate 320助剂可以改善药液理化性质。其中：溶液的静态表面张力由36.43 mN·m^-1下降至31.82~34.99 mN·m^-1；340 s后接触角减小到12.25°~14.85°，降低了22.97%~36.46%；润湿面积增加18.34%~33.57%；药液的蒸发抑制率达27.72%~73.40%；田间喷雾试验结果显示，棉花上部和下部冠层的雾滴直径中值由122.4 μm和106.7 μm分别增大至154.3 μm和148.5 μm；施药后7 d，纳米农药减量20%处理的防效为47.6%，而添加3种助剂的处理对蚜虫的防效分别提高至63.2%、65.0%和73.3%，与植保无人机喷施纳米农药常规用量防效（71.8%）和人工背负式喷雾器喷施相同成分常规农药的防效（74.9%）相当。【结论】在纳米农药减量20%用量的情况下，添加3种助剂有助于改善药液理化性质，增加润湿面积，减少雾滴蒸发和飘移，提高药剂对棉蚜的防效。

【目的】窄卷苞叶可以减少棉花苞叶碎屑的附着，有助于降低机采棉含杂率。对棉花窄卷苞叶基因fg进行精细定位，为该基因的图位克隆和育种利用提供参考。【方法】以陆地棉T582为母本，分别与父本陆地棉TM-1、海岛棉3-79杂交构建2个F₂分离群体；其中群体1（T582×TM-1）包含370个单株，群体2（T582×3-79）包含2 667个单株。根据TM-1和3-79参考基因组数据，利用开发的插入缺失（insertion-deletion, Indel）标记对fg进行精细定位。利用棉花功能基因组学和多组学数据，对定位区间内的基因进行功能注释及表达模式分析。【结果】遗传分析结果表明，棉花窄卷苞叶由隐性单基因控制。在前人对fg基因初定位的基础上，进一步将窄卷苞叶基因fg定位在A03染色体分子标记M3与M4之间，区间大小为188 kb。预测定位区间内有14个注释的功能基因。其中，Gh_A03G021700、Gh_A03G021900 、Gh_A03G022600和Gh_A03G022700基因在花萼、副萼中的表达量较高。【结论】棉花窄卷苞叶fg基因被精细定位在A03染色体188 kb区间内，并初步分析了定位区间内的14个候选基因，为该基因的图位克隆奠定了基础。

【目的】杀虫剂的交替施用是害虫抗药性治理的主要策略之一，筛选既能有效防治新疆棉蚜又能保护棉田优势天敌多异瓢虫的杀虫剂。【方法】以新烟碱类杀虫剂20%（有效成分质量分数，下同）啶虫脒可溶液剂为对照，评价了50 g·L^-1双丙环虫酯可分散液剂和3种复配制剂（60%氟啶·噻虫嗪水分散粒剂、35%氟啶·啶虫脒水分散粒剂、39%螺虫·噻嗪酮悬浮剂）对新疆棉蚜的毒力和对多异瓢虫的毒性及田间防治效果（防效）。【结果】室内毒力测定结果表明：50 g·L^-1双丙环虫酯对棉蚜的毒力最高（LC₅₀=11.66 mg·L^-1），大于对照杀虫剂20%啶虫脒（LC₅₀=46.48 mg·L^-1），而3种复配制剂对棉蚜的毒力（LC₅₀>70 mg·L^-1）均低于对照杀虫剂。50 g·L^-1双丙环虫酯和3种复配制剂对多异瓢虫的毒性均低于对照杀虫剂20%啶虫脒，其中50 g·L^-1双丙环虫酯、35%氟啶·啶虫脒和39%螺虫·噻嗪酮对棉蚜的毒力明显大于其对多异瓢虫的毒性，对棉蚜具有正向选择性，而20%啶虫脒和60%氟啶·噻虫嗪对棉蚜具有负向选择性。田间药效试验表明：50 g·L^-1双丙环虫酯和3种复配制剂对棉蚜的防效均高于对照杀虫剂20%啶虫脒，药后7 d防效表现为60%氟啶·噻虫嗪>50 g·L^-1双丙环虫酯>39%螺虫·噻嗪酮>35%氟啶·啶虫脒>20%啶虫脒，分别为93.41%、91.22%、89.43%、87.90%和79.72%。【结论】50 g·L^-1双丙环虫酯可分散液剂、35%氟啶·啶虫脒水分散粒剂和39%螺虫·噻嗪酮悬浮剂不仅对棉蚜的田间防效优于20%啶虫脒可溶液剂，而且对多异瓢虫安全性好，建议在新疆棉田交替轮换使用双丙环虫酯、氟啶·啶虫脒和螺虫·噻嗪酮等杀虫剂防治蚜虫。

【目的】明确棉蚜2个胰岛素受体基因的序列结构及其在3种有翅型棉蚜翅型分化与发育过程中的表达模式。【方法】基于棉蚜全基因组数据获取2个胰岛素受体基因（insulin receptor 1, AgInR1和insulin receptor 2, AgInR2）序列并进行氨基酸序列分析、系统发育分析，而后对InR1和InR2进行蛋白保守结构域分析以及基序分析。通过实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）技术分析2种胰岛素受体基因在棉蚜孤雌无翅蚜以及3种有翅蚜不同发育时期的表达模式。【结果】理化性质分析结果显示AgInR1和AgInR2均为亲水性跨膜蛋白。系统发育分析结果显示17种昆虫的InR1聚为1簇，14种昆虫的InR2聚为1簇。半翅目蚜科的InR1、InR2分别以极高的自展值聚为一支，亲缘关系较近。保守结构域和基序分析表明棉蚜InR1和InR2保守结构排列较为相似，但相较于AgInR1，AgInR2缺少1个FN3结构域。qRT-PCR结果显示，AgInR1在孤雌有翅蚜、性母、雄蚜这3种有翅蚜的4龄、成虫期的表达量均显著高于同龄期的孤雌无翅蚜，而AgInR2在3种有翅蚜中的表达模式与AgInR1不同。【结论】AgInR1可能参与调控3种有翅蚜在4龄及成虫期的翅发育过程。AgInR2与AgInR1的表达模式不同，可能具有不同的生物学功能。该研究为进一步探究胰岛素信号通路在棉蚜翅型分化中的作用提供理论支持。

【目的】通过分析棉花枯萎病菌的遗传多样性，探究新疆棉花枯萎病菌株的分群及其演化。【方法】2022年在新疆不同植棉区共分离出22株棉花枯萎病菌株，对延伸因子1α（elongation factor-1α, EF-1α）和β微管蛋白基因进行扩增、测序，并从美国国立生物技术信息中心（National Center for Biotechnology Information, NCBI）数据库获取36个棉花枯萎病菌株的相关基因序列信息。基于上述基因序列分别进行系统进化分析和单倍型分析。【结果】基于57条EF-1α基因序列的进化树分析表明，棉花枯萎病菌可分为3大群，第1大群包含来自新疆、河北和澳大利亚的共31个枯萎病菌株，该大群可分成4个亚群；第2大群包含25个枯萎病菌株，构成比较复杂，可分成3个亚群；第3大群仅包含美国菌株LA140。基于28条β微管蛋白基因序列的进化树分析表明，本次分离的新疆棉花枯萎病菌株与棉花枯萎病菌7号和8号生理小种不同。根据EF-1α基因序列构建的单倍型网络将棉花枯萎病菌株分为19个单倍型，新疆21个棉花枯萎病菌株归属于有共同起源的5种单倍型。【结论】本研究分离的新疆棉花枯萎病菌株与已报道的棉花枯萎病菌1~8号生理小种均不相同，但与河北菌株的亲缘关系较近。EF-1α单倍型分析表明，本研究中的所有棉花枯萎病菌均从1号生理小种演化而来。

【目的】明确新型植物生长调节剂二氢卟吩铁（iron chlorine e6, ICE6）提高棉花抗旱性的生理机制。【方法】于2021、2022年在防雨棚内进行池栽试验，以早熟棉花品种中棉所425为材料，研究初花期喷施ICE6对干旱胁迫下（连续14 d不灌水）棉花光合与抗氧化特性、生物量及产量的影响。【结果】与正常灌水相比，干旱胁迫下棉花叶片净光合速率（net photosynthetic rate, P_n）、气孔导度、胞间CO₂浓度及蒸腾速率分别降低41.5%、37.2%、11.1%、23.1%（2021年）和17.2%、21.7%、9.4%、22.7%（2022年），干旱胁迫下喷施ICE6后则分别降低31.3%、18.6%、4.4%、15.4%（2021年）和6.6%、3.7%、4.2%、11.0%（2022年）。喷施ICE6减缓了干旱造成的棉花光合性能的降低，缩小了干旱胁迫下棉花叶片光饱和点时P_n的降幅，增大了光补偿点时P_n的降幅，显著降低了暗呼吸速率，减缓CO₂饱和点时P_n的降幅。干旱胁迫下喷施 ICE6 能增强叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶活性，降低丙二醛含量。最终，喷施ICE6缩小了干旱胁迫下棉花的生物量及籽棉产量的降幅，但对正常灌水处理的棉花光合作用、抗氧化能力、生物量与籽棉产量影响较小。【结论】干旱胁迫下，喷施ICE6可以显著增强棉花对弱光的利用，减轻光抑制、减弱暗呼吸，增强棉花的抗氧化能力，这是在干旱胁迫下外源ICE6维持棉花生物量、保持籽棉产量水平的生理基础。

【目的】镉（cadmium, Cd）是严重的环境污染物之一，Cd胁迫影响种子萌发。褪黑素（melatonin, MT）作为1种抗氧化剂，能够促进种子萌发。本研究通过分析外源MT对Cd胁迫下棉花种子萌发性状、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的影响，明确MT对Cd胁迫下棉花种子萌发的调控效应。【方法】试验以转基因抗虫棉农大棉601种子为材料，筛选出Cd胁迫浓度（100 μmol·L^-1）以及MT浓度（50 μmol·L^-1），设置4个处理CK（纯水对照）、MT（褪黑素）、Cd（镉胁迫）、CM（镉胁迫+褪黑素），研究了不同处理下棉花种子的发芽势、发芽率、幼苗生物量以及抗氧化酶活性、渗透调节物质含量。【结果】100 μmol·L^-1 Cd胁迫下棉花种子的发芽势、发芽率、胚根和胚芽长度以及胚根生物量显著降低，但对胚芽生物量没有显著影响；Cd胁迫下棉花种子中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）、过氧化氢酶（catalase, CAT）活性降低，可溶性蛋白含量降低，脯氨酸、可溶性糖含量、丙二醛含量升高。施用50 μmol·L^-1 MT提高了Cd胁迫下棉花种子的发芽势和发芽率，提高了种子中SOD、POD、CAT活性，提高了可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量，降低了丙二醛含量，显著提高了胚根和胚芽长度以及胚根的生物量。【结论】施加50 μmol·L^-1 MT能够有效缓解100 μmol·L^-1 Cd胁迫对棉花种子萌发的抑制作用。

【目的】建立棉花毛籽蛋白质和油分含量的近红外检测校正模型。【方法】检测样本的蛋白质含量和油分含量，根据光谱-理化值共生距离算法（sample set partitioning based on joint X-Y distance sampling, SPXY）按照3∶1的比例将426个样本划分为包含320个样本的校正集和106个样本的预测集，结合多元散射校正和一阶导数等光谱预处理方法对模型进行优化，并采用线性偏最小二乘法（partial least square method, PLS）、支持向量机（support vector machine, SVM）和随机森林（random forest, RF）3种方法对比分析建立棉花毛籽蛋白质和油分含量的近红外快速测定模型，以决定系数、均方根误差和剩余预测偏差作为模型的评价指标。【结果】SVM模型和PLS模型在校正集的拟合效果较好，决定系数均大于0.8，但对预测集的拟合决定系数不到0.8，说明模型均存在过拟合现象；而RF模型在校正集和预测集的拟合效果都非常好，决定系数均大于0.9，其中蛋白质含量预测模型的决定系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.945 9、0.935 2和4.539 1，油分含量预测模型的决定系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.909 7、0.770 4和3.489 1。【结论】基于RF方法建立的预测模型能较好地应用于基于近红外光谱的棉花毛籽的蛋白质含量和油分含量检测，并可代替化学测定方法。研究结果不仅为棉花种子品质育种、棉籽加工生产和销售中棉籽营养品质的快速、无损评价奠定了基础，并可为其他作物种子的无损分析提供技术借鉴。

【目的】阐明田埂甘草（Glycyrrhiza uralensis）种植带对棉田多异瓢虫（Hippodamia variegata）种群发生与控害能力的影响，为合理利用甘草带促进棉田蚜虫生物防治提供理论基础。【方法】在新疆库尔勒采用田间种群系统调查法研究甘草带及对照棉田（无甘草带）和距甘草带不同距离（1 m、5 m、10 m、20 m）棉花上蚜虫和多异瓢虫的种群动态，通过罩笼评估法评价甘草带对棉田蚜虫种群相对增长倍数和多异瓢虫控蚜功能的影响。【结果】6月上中旬，田埂甘草带上高密度的棉黑蚜（Aphis atrata）能够保育大量的多异瓢虫，是邻近棉田多异瓢虫种群的重要源库。6月下旬至7月中旬，多异瓢虫在棉田大量发生；6月中旬至7月下旬，距甘草带1 m、5 m、10 m、20 m的棉田中多异瓢虫与蚜虫的益害比均不同程度地高于对照棉田，其中6月17日距甘草带1 m处棉田益害比最高为2.502 9。罩笼天敌隔离处理研究发现，罩笼后7 d和14 d罩笼组棉花上蚜虫种群相对增长倍数均显著高于对应的非罩笼组；罩笼后14 d，田埂有甘草带棉田多异瓢虫对棉蚜的控害指数显著高于无甘草带棉田。【结论】田埂甘草带能有效增加棉田多异瓢虫种群数量并提高益害比，对棉田多异瓢虫的控蚜功能具有重要的调控作用。

【目的】在3 900 m³·hm^-2灌溉定额下，研究膜下滴灌灌水频次对南疆棉花根系形态与分布的影响。【方法】以中棉所96A为试验材料，采用76 cm等行距配置；设置4个灌水频次处理，分别为灌水6次（T6，单次灌水量650.0 m³·hm^-2）、灌水8次（T8，单次灌水量487.5 m³·hm^-2）、灌水10次（T10，单次灌水量390.0 m³·hm^-2）和灌水12次（T12，单次灌水量325.0 m³·hm^-2）；采用土壤根系挖掘法分层采集中间行棉花0~60 cm土层的根系，利用根系扫描仪进行扫描，然后统计分析根表面积、体积等指标。【结果】在南疆一膜三行等行距栽培模式下，0~60 cm土层中直径小于1 mm的根系的根长和根表面积分别占总根长和总根表面积的94.5%和71.9%。根总体积与根直径紧密相关，随着根直径的增加，各处理的根长、根表面积、根体积呈现先减小后增加的趋势。0~60 cm土层，T6处理的根长密度（11 662.71 m·m^-3）、根表面积密度（15.61 m²·m^-3）和根干物质质量（21.55 g）均最大，T12处理的根体积密度（2.2×10^-3 m³·m^-3）最大。耕层以下（30~60 cm）土层中，T10处理的根长密度及根干物质质量最大，分别为1 090.46 m·m^-3和1.09 g，T8处理的根表面积密度和根体积密度最大，分别为2.52 m²·m^-3和2.68×10^-4 m³·m^-3。【结论】在3 900 m³·hm^-2灌溉定额下，合理调配灌水频率可以优化棉花根系在土壤中的形态与分布，增加单次灌水量以延长灌水间隔时间能够促进根表面积密度的增加；灌水6次（T6处理）利于棉花根系在0~60 cm土层的伸长与分布，灌水12次（T12处理）利于棉花根体积增加。

【目的】Na₂SO₄胁迫作为新疆棉田主要的盐胁迫类型，严重制约新疆棉花生产。本研究旨在探究Na₂SO₄胁迫对棉花代谢的影响，研究棉花耐受Na₂SO₄胁迫的代谢机制。【方法】设置对照（CK）和硫酸盐胁迫（SS）2个处理，通过代谢组学分析硫酸盐胁迫下棉花根和叶中代谢物含量的变化并鉴定相应的代谢通路。【结果】中度硫酸盐胁迫显著抑制棉花生长，与CK相比，SS处理的叶、茎、根生物量和总生物量分别降低46.9%、50.9%、43.0%和47.9%。硫酸盐胁迫下根中有机酸42种上调、10种下调，氨基酸及其衍生物32种上调、16种下调，糖类有23种上调、1种下调；叶中有机酸有37种上调、7种下调；氨基酸及其衍生物16种上调、17种下调；糖类16种上调、4种下调。在根中共筛选出30条差异代谢通路，主要包括9条氨基酸代谢通路、7条有机酸代谢通路和7条糖类代谢通路；在叶中共筛选出17条差异代谢通路，主要包括7条氨基酸代谢通路、4条有机酸代谢通路和3条糖类代谢通路。【结论】在盐胁迫下，棉花的根和叶中积累有机酸、糖类和醇类等小分子有机物；同时，叶片中的柠檬酸、琥珀酸、丙酮酸和亚油酸等上调说明三羧酸循环和β-氧化途径代谢增强，根中柠檬酸、琥珀酸和丙酮酸等上调说明三羧酸循环增强。研究揭示了棉花对Na₂SO₄胁迫的反应机制，为提高新疆棉花在盐胁迫条件下的栽培技术提供一定的理论基础。

棉花是我国重要的经济作物和纺织原料，在国民经济发展中具有不可替代的地位。新中国成立以来，棉花常规育种取得了一系列重大成就。随着测序技术、多组学研究以及基因编辑技术的发展，精准、高效的分子设计育种已成为棉花育种的发展方向。文章综述了棉花生产的发展现状，回顾了育种发展历程以及棉花分子设计育种在基因组学研究、纤维发育、抗病和重要性状分子模块挖掘方面取得的进展，并展望了未来分子设计育种的发展方向和路径。

【目的】在苗期筛选提高棉花耐高温能力的植物生长调节剂及其适宜浓度，并明确其在棉花花铃期对高温胁迫的缓解效应。【方法】以中棉425为供试品种，设置常温（平均温度为28 ℃，最高温、最低温分别为32 ℃、24 ℃）和高温（平均温度为38 ℃，最高温、最低温分别为42 ℃、34 ℃）2种温度处理；苗期设置清水对照，200、400、600 μmol·L^-1 1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene, 1-MCP），0.01、0.02、0.05 μmol·L^-1冠菌素（coronatine, COR）和0.5、1.0、2.0 μmol·L^-1 2, 4-表油菜素内酯（2, 4-epibrassinolide, EBR）喷施处理；花铃期设置清水对照和400 μmol·L^-1 1-MCP喷施处理。探究常温和高温处理下，不同生长调节剂对棉花干物质质量、叶片光合特性、叶绿素含量、抗氧化酶活性、产量及纤维品质等的影响。【结果】适宜浓度的3种植物生长调节剂均能在一定程度上提高棉花的耐高温能力。苗期高温胁迫下，与清水处理相比，喷施400 μmol·L^-1 1-MCP可显著提高棉花地上部及地下部的干物质质量，提高新展开叶的净光合速率、叶绿素a和叶绿素b的含量、抗氧化酶（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、谷胱甘肽过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶）活性，降低丙二醛含量。主成分分析表明400 μmol·L^-1 1-MCP可有效提高棉花的耐高温能力。此外，花铃期高温胁迫下，与喷施清水相比，喷施400 μmol·L^-1 1-MCP能显著提高棉铃对位叶的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率，提高棉花单株结铃数、铃重、单株籽棉产量及纤维品质。【结论】400 μmol·L^-1 1-MCP能通过提高棉花叶片叶绿素含量、光合能力和抗氧化酶活性，减少丙二醛等有害物质的积累，从而增强棉花耐高温能力，在一定程度上提高棉花产量和纤维品质。

【目的】探究水氮运筹对新疆无膜滴灌棉田棉花生长发育、水氮利用效率及土壤温室气体排放的影响。【方法】设置2个灌水定额（W1：450 m³·hm^-2，W2：540 m³·hm^-2）和3个施氮量（150、225、300 kg·hm^-2纯氮），分析不同水氮条件下土壤和植株全氮含量、棉花株高与茎粗、籽棉产量、水分与氮素利用效率及土壤温室气体排放的差异。【结果】225 kg·hm^-2和300 kg·hm^-2施氮量下，不同生育时期W1的0~80 cm土层平均全氮含量高于W2处理。同一施氮量水平下，W1处理的土壤CO₂、CH₄、N₂O累积排放量，全球增温潜势（global warming potential, GWP），土壤温室气体排放强度（greenhouse gas emission intensity, GHGI）及水分利用效率均高于W2处理。W1灌溉水平下，苗期和蕾期0~80 cm土层平均全氮含量、不同生育时期棉花的株高与茎粗、籽棉产量、水分利用效率均随施氮量的增加而增加，土壤CO₂和CH₄累积排放量、GWP、GHGI和氮肥偏生产力均随施氮量的增加而降低，而植株全氮含量随施氮量的增加呈现先升高后降低的趋势。W2灌溉水平下，植株全氮含量、籽棉产量和水分利用效率均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势，土壤CO₂及CH₄累积排放量、GWP和氮肥偏生产力均施氮量的增加而降低，而棉花茎粗和株高随施氮量的增加而增加。通过拟合分析发现，W1与W2处理的籽棉产量拟合曲线在施氮量为278.07 kg·hm^-2时相交。【结论】在水资源短缺的新疆南疆地区，450 m³·hm^-2灌水定额和300 kg·hm^-2施氮量是无膜滴灌棉花节水、增产、减排的高效水氮施用模式。

【目的】研究不同时间喷施脱叶催熟剂对棉花不同部位棉铃的干物质质量、产量性状以及纤维品质等的影响，明确河北省喷施棉花脱叶催熟剂的最佳时期。【方法】以机采棉品种冀丰1458为供试材料，分别于2020年和2021年的9月下旬到10月上旬，设置4个时间喷施50%（质量分数）噻苯·乙烯利悬浮剂，以9月20日喷施等量清水作为对照，分析棉花的脱叶率和吐絮率、不同部位棉铃的干物质质量、铃重、籽指与衣分、籽棉产量、皮棉产量和纤维品质等指标的变化。【结果】各处理喷施脱叶催熟剂当天的吐絮率为40%~65%，处理后20 d的吐絮率和脱叶率均大于90%。与对照相比，9月20日处理的上部棉铃的铃重、籽指、衣分、纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值均显著降低；9月20日或9月25日左右喷施，上部、中部棉铃的干物质质量和单株棉铃总干物质质量均显著降低；9月20日至10月5日左右喷施脱叶催熟剂导致上部棉铃籽指显著降低，籽棉产量和皮棉产量显著提高，其中9月30日左右处理的籽棉和皮棉产量最高，并且其纤维品质综合表现也较好。【结论】初步认为，河北省植棉区露地直播棉田脱叶催熟剂的最佳喷施时间为9月30日、吐絮率为56%左右。