【目的】 研究棉花幼苗施用缩节胺（1,1-dimethyl piperidinium chloride, DPC）和一氧化氮供体硝普钠（sodium nitroprusside, SNP）后根际土壤酶活性及细菌群落的变化，探讨与棉花幼苗生长相关的根际生物学指标。 【方法】 采用陆地棉品系A201进行穴盘育苗试验。于棉花1叶1心期分别在叶片均匀涂抹50 mg·L-1 DPC、500 μmol·L-1 SNP，以涂抹去离子水为对照。于3叶1心期取根际土壤分析蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性，采用16S rRNA测序技术分析根际细菌多样性。【结果】 DPC和SNP处理显著促进棉花根系生长，显著提高茎粗和植株干物质质量。DPC处理显著提高土壤脲酶和蔗糖酶的活性，SNP处理显著提高土壤蔗糖酶活性但显著降低脲酶的活性，但是DPC和SNP处理均未显著影响过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性。DPC处理显著提高髌骨菌门（Patescibacteria）的相对丰度和土壤细菌群落的辛普森多样性指数（Simpson's diversity index），显著降低了绿弯菌门（Chloroflexi）和酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度以及土壤细菌群落的香农-维纳多样性指数（Shannon Wiener’s diversity index）。冗余分析显示，DPC处理组的酵母菌科（Saccharimonadaceae）、TM7a属细菌的相对丰度比SNP处理组和对照组高；SNP处理组的纤维弧菌属（Cellvibrionaceae）细菌相对丰度高于DPC处理组和对照组；DPC和SNP处理组的根瘤菌科（Rhizobiaceae）细菌的相对丰度高于对照组，硝化螺旋菌科（Nitrospiraceae）和硝化螺旋菌属（Nitrospira）细菌的相对丰度低于对照组。脲酶活性与酵母菌科、TM7a属细菌的相对丰度呈显著正相关关系。【结论】 DPC和SNP能够促进棉花幼苗根系及植株生长，并影响棉苗根际的土壤酶活性及细菌群落结构。
【目的】 探讨外源茉莉酸甲酯（methyl jasmonate, MeJA）对花铃期棉花耐高温能力的影响。【方法】 以自育品系ZS08为试验材料，在人工高温胁迫（昼温38.0 ℃/夜温30.0 ℃，持续3 d）和自然高温胁迫（昼平均气温35.2~37.5 ℃，夜平均气温26.4~27.2 ℃，持续10 d）下，比较200 μmol·L-1、400 μmol·L-1和600 μmol·L-1 MeJA和清水（对照）喷施处理后的花铃期棉花的花粉活力、光合效率相关指标、抗氧化酶活性、丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量、产量和纤维品质。【结果】 在人工高温胁迫下棉株花粉活力降低。与对照相比，3种浓度的MeJA处理的花粉活力受高温胁迫影响的程度均减弱；高温胁迫2~3 d，400 μmol·L-1、600 μmol·L-1 MeJA处理的主茎倒四叶的净光合速率（net photosynthetic rate, Pn）、蒸腾速率（transpiration rate, Tr）和气孔导度（stomatal conductivity, Gs）较对照均有不同程度提高，增幅分别为1.6%~3.7%、7.2%~15.7%和44.4%~53.4%。高温胁迫下2~3 d，400 μmol·L-1、600 μmol·L-1 MeJA处理的主茎倒二叶超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性和过氧化物酶（peroxidase, POD）活性比对照分别提高3.1%~7.2%和5.7%~20.0%，同时 MDA含量较对照降低10.9%~17.9%。在自然高温胁迫下，不同浓度的MeJA处理下棉花成铃率、铃重较对照有不同程度的提高，皮棉产量较对照显著提高9.0%~18.3%。【结论】 在花铃期遭遇高温胁迫，施用MeJA可以增加高温胁迫下叶片的Pn、SOD活性和POD活性，降低叶片受伤害程度，提高花粉活力，从而增强棉花的耐高温性能，减轻高温胁迫对成铃率和铃重造成的影响，减少产量损失。
【目的】 基于水肥一体化技术，研究不同施磷方式的效果，为膜下滴灌棉田合理施用磷肥提供依据。【方法】 2021年在新疆棉田以新陆早63号为试验对象，设置不施磷（CK）、基施磷酸一铵（MAP-B，折合P2O5用量100 kg·hm-2，下同）、基施+滴施磷酸一铵（基施50%，蕾期和花铃前期分别滴施25%，MAP-D）、基施+滴施磷酸一铵和聚谷氨酸（基施50%磷酸一铵，蕾期和花铃前期分别滴施25%磷酸一铵和50%聚谷氨酸，MAP-DS）共4个处理，比较分析棉田土壤磷含量、不同形态无机磷含量、土壤磷吸附-解吸特征、磷肥利用率和籽棉产量。【结果】 施磷能够增加苗期和花铃期0~40 cm土层有效磷和全磷含量，花铃期MAP-D和MAP-DS处理的土壤有效磷含量明显高于其余处理。与基施相比，磷肥滴施显著提高了花铃期10~20 cm土层二钙磷、八钙磷和铝结合态磷的含量占比，降低了十钙磷的含量占比。苗期和花铃期不同施磷处理下0~40 cm土层磷的等温吸附曲线和解吸曲线呈现相似的变化趋势，即随着平衡溶液磷浓度的增加，土壤磷吸附量呈先快速增加后缓慢上升的趋势；随着标准溶液磷浓度的增加，土壤磷解吸率呈先快速降低后趋于稳定的趋势。各施磷处理的籽棉产量均高于对照处理，磷肥滴施处理的磷肥利用率和籽棉产量均高于基施处理，MAP-DS处理的磷肥利用率最大，籽棉产量也最高（6 829.75 kg·hm-2）。【结论】 在新疆棉区水肥一体化模式下，滴施磷肥和聚谷氨酸更有利于新陆早63号对土壤磷素的吸收与利用，可进一步提高磷肥利用率与籽棉产量。
【目的】 探究氮肥增效剂N-life（主要有效成分为氯啶）对棉花的作用效果，为N-life应用于棉花生产提供理论支撑。【方法】 以浙大12号为试验材料，2021―2022年在海南省三亚市开展大田试验和盆栽试验。大田采用双因素裂区试验设计，主区为N-life施用量（每667 m2分别施用1.5 kg和0 kg），副区为纯氮用量（每667 m2分别施用19.0 kg、17.1 kg、15.2 kg和13.3 kg，19.0 kg为正常氮用量，其他为减氮处理）。分析不同处理对棉花苗期、花铃期和吐絮期的生理生化指标、农艺性状、产量和纤维品质等的影响。利用盆栽试验探究N-life对棉花氮肥利用率的影响。【结果】 与不施用N-life的对照相比，施用N-life可以显著提升减氮处理下花铃期和吐絮期棉花叶片的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和硝酸还原酶活性，显著降低丙二醛含量，提高净光合速率。2年盆栽试验中，同一施氮水平下，施用N-life显著提高植株含氮量和氮肥利用率，显著减少氮损失。同一施氮水平下，施用N-life可有效增加棉花单株铃数，提高籽棉产量和皮棉产量，2021年和2022年籽棉分别增产12.80%~30.63%和0.08%~5.96%，皮棉分别增产11.33%~34.25%和0.31%~6.57%。施用N-life可提高棉花的纤维上半部平均长度和断裂比强度，改善马克隆值，对断裂伸长率无显著影响。【结论】 每667 m2施用1.5 kg N-life可以促进棉花生长发育，提高叶片光合效率，提升棉株对氮肥的利用率，且在减氮20%的条件下（每667 m2用量为15.2 kg）依然能保持高产。
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。
棉花具有明显的杂种优势，具体表现在产量、纤维品质、抗病虫等性状上。杂交种子生产是棉花杂种优势利用中非常重要的一环。近年来，由于人工杂交制种成本逐年提高，简化、高效、低成本的制种技术已经成为未来杂交棉发展的必然趋势。生产实践表明，利用细胞质雄性不育系不仅能简化制种方法还可以节约劳动力成本，目前已成为作物杂种优势利用领域的研究热点。然而，不育细胞质对棉花形态建成、花药发育、产量形成和纤维发育等均有一定影响，并且存在不利于棉花生长发育的负效应，从而限制了“三系”（不育系、保持系和恢复系）杂交棉的进一步推广利用。为此，综述了细胞质雄性不育对棉花主要性状的影响及其负效应产生的分子基础，并初步探讨了克服棉花不育细胞质负效应的潜在途径，以期为生产上选育和改良棉花细胞质雄性不育恢复系和强优势“三系”杂交种提供新思路。
