【目的】探究ghr-miR394-GhFBX6模块在棉花黄萎病抗性中的功能，为棉花抗病育种提供候选基因。【方法】利用实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）分析ghr-miR394a和GhFBX6的表达模式。在棉花中瞬时超表达ghr-miR394a，利用病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）技术在棉花中分别瞬时沉默ghr-miR394a和GhFBX6，研究二者在抗黄萎病中的功能。利用5'端RNA连接酶介导的cDNA末端快速扩增（5'-RNA ligase-mediated rapid amplification of cDNA ends, 5' RLM-RACE）技术并结合荧光素酶（luciferase, LUC）报告系统，分析ghr-miR394a对GhFBX6的调控作用。【结果】qRT-PCR 表明，ghr-miR394a在棉花叶片中的表达量较高，其次为茎和根。与清水处理相比，大丽轮枝菌侵染可显著降低根中ghr-miR394a的表达量，显著提高GhFBX6的表达量。与对照植株相比，在棉花中瞬时沉默ghr-miR394a导致病情指数、病株率显著降低，茎段恢复培养后菌丝积累量较少，棉花对黄萎病的抗性增强；而瞬时过表达ghr-miR394a或瞬时沉默GhFBX6则会降低棉花对大丽轮枝菌的抗性，具体表型为二者的病情指数和病株率均显著升高，过表达ghr-miR394a的茎段恢复培养后菌丝积累量较多，GhFBX6沉默棉株茎秆的维管束褐变程度加重。5' RLM-RACE和LUC报告系统结果表明，ghr-miR394a在转录后水平抑制GhFBX6表达。【结论】ghr-miR394a可靶向抑制GhFBX6的表达，且ghr-miR394a和GhFBX6在棉花黄萎病抗性响应中分别发挥负调控和正调控功能。
【目的】探究铝激活苹果酸转运蛋白（aluminum-activated malate transporter, ALMT）家族基因GhALMT10在棉花抗旱过程中的生物学功能，为深入了解棉花抗旱机制奠定基础。【方法】通过聚合酶链式反应（polymerase chain reaction, PCR）从陆地棉TM-1扩增GhALMT10基因编码序列，并进行生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）检测该基因在棉花不同组织部位和干旱胁迫下的表达模式。通过病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）技术，初步验证了该基因在棉花响应干旱胁迫中发挥的生物学功能。【结果】GhALMT10基因编码区长度为1 401 bp，编码1个包含466个氨基酸残基的蛋白，预测其为稳定、疏水蛋白。系统进化分析表明GhALMT10与GrALMT10、GaALMT10-like、HsALMT10和TcALMT10亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示，该基因在棉花根、茎、叶中都有表达，且在根中的表达量最高。与清水处理相比，干旱胁迫处理3 h该基因的表达量较低，6 h、9 h的表达量显著升高，24 h的表达量显著降低。与阴性对照棉株相比，GhALMT10基因沉默棉株在干旱胁迫下的存活率显著提高，离体叶片失水率显著降低，叶片的叶绿素含量显著升高而丙二醛含量显著降低。【结论】GhALMT10基因沉默棉株对干旱胁迫的耐受能力显著提高，GhALMT10基因负调控棉花抗旱性。
【目的】转座子是基因组进化的重要驱动力，但陆地棉中gag基因家族的功能尚未明确。本研究旨在鉴定陆地棉中的gag基因家族成员，分析其结构特征、进化关系及表达模式，为探究其在棉花生长发育和逆境响应中的功能奠定基础。【方法】基于陆地棉遗传标准系TM-1基因组，利用HMMER软件、NCBI-CDD数据库和Pfam数据库鉴定gag基因家族成员；通过生物信息学工具分析其理化性质、亚细胞定位和染色体分布；利用ClustalX和MEGA X构建系统进化树；通过PlantCARE分析启动子顺式作用元件及结合RepeatMasker和LTR_retriever分析LTR转座子的分布特征；利用转录组数据和实时定量聚合酶链式反应分析部分gag基因的表达模式，探索gag基因的功能。【结果】鉴定出陆地棉166个gag基因，其中A亚组基因数量多于D亚组。系统进化分析显示，该家族可分为2大类（9个亚类），基因结构多样。大多数Ghgag基因存在于LTR转座子。启动子分析发现大量与生长发育、激素响应及逆境胁迫相关的顺式作用元件。表达模式表明，部分基因在特定组织（如胚珠、纤维）或逆境（高温、盐胁迫）中较高水平表达，如Ghir_A09G013490和Ghir_D04G004460。【结论】gag基因家族在陆地棉中具有结构和功能多样性，其进化与LTR转座子活动密切相关。部分成员可能参与非生物胁迫响应及胚珠发育调控，为棉花遗传改良提供了潜在靶点。
【目的】探究南疆地区不同棉花品种的适宜种植密度，为构建高产栽培模式提供理论依据。【方法】试验于2023―2024年在尉犁县开展，设置5个种植密度水平：9株·m-2（D1）、13.5株·m-2（D2）、18株·m-2（D3）、22.5株·m-2（D4）、27株·m-2（D5），3个棉花品种：新陆中79号（C1）、新陆早73号（C2）、欣试 518（C3），通过测定棉花生育时期，干物质积累与分配情况及籽棉产量明确各品种的最优种植密度。【结果】棉花的生育期随密度增加呈延长趋势；C1、C2品种的营养器官、生殖器官和地上部最大干物质积累量和最大生长速率随种植密度的增加呈现先增加后降低的趋势，在D3密度下达到峰值，2年平均籽棉产量分别为6 458.66 kg·hm-2、6 083.64 kg·hm-2；C3品种的各器官最大干物质积累量和最大生长速率随种植密度递增持续上升，在D5时籽棉产量最高，达5 875.30 kg·hm-2。种植密度对各器官达到最大干物质积累量的时间和达到最大生长速率的时间影响没有明显规律。【结论】新陆中79号和新陆早73号宜采用18株·m-2，欣试518品种建议采用27株·m-2的高密度栽培模式。
【目的】探究不同植棉密度对新疆南疆棉花株型与产量的影响，为优化栽培技术提供理论依据。【方法】2023―2024年，在新疆尉犁县开展大田试验，设计5个植棉密度：28万株·hm-2（D1）、22万株·hm-2（D2）、18万株·hm-2（D3）、13万株·hm-2（D4）和9万株·hm-2（D5），以筒形（新陆中79号，T1）和塔形（欣试518，T2）棉花品种为研究对象，分析不同植棉密度对棉花株高、果枝节间长度、果枝和叶片的倾角及方位角、叶面积指数（leaf area index, LAI）和产量性状的影响。【结果】T1品种的株高在D3或D4处理下最大，T2品种的株高在D4处理下最大。随植棉密度减小，T1与T2品种的平均果枝节间长度逐渐增加，下部、中部、上部果枝的倾角整体呈增大趋势。D4或D5处理下，2个品种的下部、中部、上部叶片倾角最大。不同植棉密度下，T1品种的下部、中部、上部叶片倾角无显著差异；T1、T2品种的下部果枝方位角以及中部、上部叶片的方位角均无显著差异。T1、T2品种的LAI分别在D4、D3处理下最大。随植棉密度增大，单株铃数降低。T1、T2品种分别在D3、D1处理下籽棉产量最高。【结论】不同植棉密度对筒形和塔形棉花品种的株型与产量具有一定影响。南疆植棉区新陆中79号和欣试518的适宜种植密度分别为18万株·hm-2和28万株·hm-2。
【目的】探究长江流域棉区机采棉的最优行距和种植密度。【方法】2024年在湖南省长沙市、岳阳市和衡阳市开展大田试验，以JX0010棉花品种为试验材料，主区为3种等行距处理，分别为90 cm（L1）、83 cm（L2）和76 cm（L3），副区为3种种植密度处理：60 000株·hm-2（D1）、75 000株·hm-2（D2）和90 000株·hm-2（D3），比较不同处理下棉花株型指标、地上部干物质质量、净光合速率（net photosynthetic rate, Pn）、叶绿素含量（soil and plant analyzer development, SPAD值）、叶面积指数（leaf area index, LAI）以及产量性状的差异。【结果】同一行距处理下，随种植密度增加，株高呈升高趋势，单株果枝数、茎粗和第4果枝长度整体呈降低趋势。L1D3处理的第1果枝节位高度较高。盛蕾期，同一行距下，随种植密度增加，单株地上部干物质质量呈增加趋势。盛蕾期、盛花期、盛铃期和吐絮期，L1D3处理的茎秆、叶片、生殖器官及单株的干物质质量均较高。盛花期和盛铃期，同一行距下，D2处理的Pn较大；吐絮期，随密度增加，Pn呈升高趋势，L1D3处理的Pn较高。盛蕾期至吐絮期，同一行距下，随密度增加，SPAD值和LAI（盛蕾期长沙L1处理除外）呈升高趋势。L1D3处理的单株结铃数最多。同一行距下，随密度增加，籽棉产量和皮棉产量升高，L1D3处理的籽棉产量和皮棉产量最高，在岳阳和衡阳试验点均显著高于除L2D3之外的其他7个处理。【结论】本试验条件下，JX0010棉花适宜的行距为90 cm、种植密度为90 000株·hm-2。
【目的】研究高温干旱胁迫后生长调节剂对棉花Bt蛋白含量的影响及其生理机制，为生产上抗虫棉的安全应用提供技术指导和理论依据。【方法】2021―2022年，以转基因抗虫棉常规品种泗抗1号（SK-1）和杂交品种泗抗3号（SK-3）为材料，于盛花期在人工气候室中设置高温（34 ℃和38 ℃）和干旱（田间最大持水量的50%和60%）胁迫处理，以32 ℃和田间最大持水量的75%为对照（CK）。胁迫7 d后，分别对棉株喷施清水（W）、200 mg·L-1水杨酸（salicylic acid, SA）和20 mg·L-1缩节胺（mepiquat chloride, DPC）。喷施处理后3 d，测定铃壳中谷氨酸草酰乙酸转氨酶（glutamic oxaloacetate transaminase, GOT）、谷氨酸丙酮酸转氨酶（glutamate pyruvate aminotransferase, GPT）、谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase, GS）、谷氨酸合成酶（glutamate synthase, GOGAT）、硝酸还原酶（nitrate reductase, NR）、肽酶和蛋白酶等氮代谢关键酶活性及可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量。【结果】高温干旱胁迫会抑制供试品种铃壳中Bt蛋白的表达；SA和DPC处理可缓解该抑制效应，SA和DPC处理下Bt蛋白含量显著高于各胁迫条件下W处理，其SA处理下Bt蛋白含量增幅更大，但最终Bt蛋白含量仍低于未胁迫处理（CK）。2021年SA和DPC处理下SK-1的Bt蛋白含量较W处理分别提高51.3%~104.0%和22.0%~85.4%；2022年提高14.7%~91.1%和4.5%~67.8%。2021年SA和DPC处理下SK-3的Bt蛋白含量较W处理分别提高46.4%~98.3%和22.9%~60.4%，2022年分别提高18.8%~77.4%和14.6%~57.6%。品种间比较，SK-1对SA和DPC的响应更为显著，其Bt蛋白含量增幅高于SK-3。生理机制研究表明，SA和DPC处理显著提高了SK-1和SK-3的GPT、GOT、GOGAT和NR的活性和可溶性蛋白含量，显著降低了游离氨基酸含量和肽酶、蛋白酶活性。与W处理相比，2021年SA和DPC处理下SK-1的GOT活性提高70.3%~104.2%和36.7%~61.9%，GPT活性提高58.2%~231.2%和27.7%~88.9%，GS活性提高167.9%~197.3%和79.7%~139.4%，NR活性提高22.4%~53.6%和7.6%~42.8%，可溶性蛋白含量提高11.3%~40.6%和7.5%~20.3%，游离氨基酸含量降低15.6%~23.2%和6.3%~14.1%，蛋白酶活性降低5.5%~13.5%和2.7%~10.5%。2022年SK-1各指标的变化趋势与2021年趋势一致。2年试验中，SK-3表现与SK-1相似。总体上SA对以上指标的作用效果优于DPC。逐步回归分析表明，NR活性、氨基酸游离含量和GS活性是反映调节剂处理调控高温干旱胁迫后Bt棉铃壳杀虫蛋白含量高低的关键性指标。【结论】喷施SA和DPC能够提高蛋白合成相关酶活性，降低蛋白酶和肽酶活性和游离氨基酸含量，主要通过增强蛋白质合成能力从而提高高温干旱胁迫后Bt棉铃壳中Bt蛋白含量；SA效果更好；这为抗虫棉安全应用提供理论和实践指导。
【目的】评估盐胁迫下不同丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）对棉花生长的影响，筛选出对盐胁迫下棉花生长促进更为高效的AMF菌种。【方法】以新疆主推品种中棉113和塔河2号为材料，研究接种不同AMF对棉花幼苗生长、干物质积累、光合参数、氮、磷、钾元素积累及钾钠比的影响，并通过基于熵权法的综合评价方法确定最适菌种。【结果】结果表明，接种AMF显著促进了盐胁迫下棉花幼苗的生长，相较于不接种AMF，接种不同AMF菌株的中棉113株高显著提高62.13%~89.55%、单株干物质质量显著提高122.58%~141.94%、根冠比降低20.38%~49.34%、植株地上部含水量提高8.40%~12.65%、根部含水量提高9.78%~15.61%；接种不同AMF菌株的塔河2号株高显著提高70.23%~103.88%、单株干物质质量显著提高80.95%~188.10%、根冠比降低42.40%~59.28%、植株地上部含水量提高5.88%~11.11%、根部含水量提高12.05%~18.51%。接种AMF增强了棉花对氮磷钾的吸收，中棉113与塔河2号地上部钾钠比较不接种分别提高53.81%~102.96%与40.54%~122.10%。且接种不同AMF菌种的效果存在显著差异，综合评分结果表明，中棉113的最适菌种为XJ04B，塔河2号的最适菌种为XJ02。【结论】接种不同AMF均能够明显促进盐胁迫下棉花幼苗的生长，不同菌种在促进盐胁迫下棉花生长的表现上有差异，本试验为棉花在盐胁迫环境下筛选有效的AMF菌种提供了参考。
