【目的】 对国外引进陆地棉资源的形态特征、产量和纤维品质性状进行遗传多样性分析，为优异资源挖掘、利用提供参考。【方法】以中亚引进的213份陆地棉资源为研究对象，2023―2024年种植在新疆阿克苏地区，测定26个性状指标，通过分析变异系数和遗传多样性指数、相关分析、聚类分析、主成分分析与综合评价，鉴定和筛选优异种质资源。【结果】株型、茎色、主茎硬度、茎毛多少、叶色、花冠色、花药色、花柱长度、果枝类型、铃着生方式、铃形、吐絮难易程度、短绒色13个性状的遗传多样性指数在0.09~1.04；另外13个性状（生育期、株高、第一果枝节位、单株果枝数、单株铃数、铃重、衣分、籽指、上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度、断裂伸长率、马克隆值）的变异系数为1.37%~19.20%，遗传多样性指数为1.85~2.11，遗传多样性指数>2的性状有12个。株高与单株果枝数、衣分极显著或显著正相关，铃重与籽指、上半部平均长度、长度整齐度指数极显著正相关。聚类分析在欧氏距离9.5处把供试材料划分为6大类群，其中第Ⅱ类群、第Ⅵ类群的综合表现较优，这2个群体共筛选出纤维品质达到Ⅲ型标准的材料31份，达到Ⅱ型标准的材料1份；第Ⅱ类群高铃重（≥7 g）资源材料最多。主成分分析提取了5个主成分（累积贡献率为73.522%）；综合评分排名前10的材料为13TJ272选系、13TJ186选系、吉棉5、13TJ111选系、12TJ11选系、17W1-17、12TJ15选系1、13TJ229选系、17W1-3和13TJ207。【结论】213份引进陆地棉资源具有较丰富的遗传多样性，筛选出10份综合评分较高的优异材料，可作为陆地棉新品种选育的遗传改良材料。
【目的】 针对黄河流域棉区粮棉争地矛盾突出、土壤退化等问题，探究棉花大豆间作模式的应用潜力。【方法】于2023―2024年在山东省滨州市开展大田试验，设置棉花单作（CK1）、大豆单作（CK2）及5种行比配置间作处理（2行棉花2行大豆、2行棉花3行大豆、2行棉花4行大豆、4行棉花4行大豆、4行棉花6行大豆，分别记为2||2、2||3、2||4、4||4、4||6）。研究不同间作模式对土壤养分含量、作物农艺性状与产量、棉花纤维品质、土地当量比（land equivalent ratio, LER）及综合经济效益的影响。【结果】与单作相比，间作模式提高了棉花行间0~20 cm土层土壤碱解氮、速效磷含量；4||6模式利于提高棉花、大豆行间0~20 cm、20~40 cm土层土壤的有机质含量及腐殖质总量。吐絮期，5个间作处理下的棉花单株成铃数显著低于CK1。成熟期，与单作相比，间作大豆的单株节数和有效分枝数减少。与CK1相比，间作模式下棉花单株铃数减少、铃重降低，但因收获密度增加，籽棉产量提高。2023年4||6处理的籽棉产量最高，较CK1处理显著提高19.34%；2024年2||3处理的籽棉产量最高，较CK1处理显著提高15.20%。不同处理下棉纤维品质指标无显著差异。与CK2相比，2023年4||4、4||6处理下大豆分别增产1.58%、12.00%；2024年，2||3、4||6、4||4处理下大豆增产17.76%~26.18%。2023年，4||6处理的LER（1.15）最大，纯收益最高；2024年，2||3处理的LER（1.19）最大，纯收益最高。【结论】棉花大豆间作利于提高籽棉产量、土地利用效率和纯收益，其中4||6和2||3行比配置模式在黄河流域棉区更具推广潜力。
【目的】 探究施入不同用量的含碳有机肥对棉花生物量、养分积累量、产量以及土壤养分含量的影响，以期为当地棉花生产提供参考。【方法】2022―2023年，在新疆塔城地区乌苏市开展田间试验。设置6个处理：不施肥（CK），不施含碳有机肥（C0），全生育期施用含碳有机肥 400 kg·hm-2、800 kg·hm-2、1 200 kg·hm-2、1 600 kg·hm-2（分别记为C400、C800、C1200、C1600处理）。分析不同含碳有机肥施入量对棉花地上部干物质质量、氮磷钾的积累与分配、产量及土壤养分含量的影响。【结果】2022―2023年，棉花秸秆、纤维、棉籽及地上部的干物质质量与氮、磷、钾的积累量以及籽棉产量均随着含碳有机肥施入量的增加整体呈升高趋势。C1600处理下纤维干物质质量占比高于其他处理。CK处理的秸秆、纤维氮积累量占比最低，棉籽氮积累量占比最高；与C0处理相比，施用含碳有机肥对棉花地上部各部位的磷、钾积累量占比没有明显影响。C1600处理下的籽棉产量最高，较CK、C0处理分别显著增加53.79%~83.34%、8.95%~11.77%。2023年棉花收获后，0~20 cm土层土壤的有机碳、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾的含量以及20~40 cm土层速效钾的含量均随着含碳有机肥施用量的增加呈现上升趋势。【结论】本试验条件下，施用1 600 kg·hm-2含碳有机肥利于提高土壤养分含量，促进棉花对氮、磷、钾的吸收，提高棉花地上部干物质质量，获得最高的籽棉产量。
【目的】 在有限水资源条件下，提高新疆南疆棉花产量及水分利用效率。【方法】以塔河2号为供试品种，2023年在棉花种植前设置T1（600 m3·hm-2）、T2（900 m3·hm-2）和T3（1 200 m3·hm-2）3个滴水春灌定额，2024年增加常规春灌定额2 250 m3·hm-2为对照（CK），探究了不同滴水春灌定额对棉花生育期土壤水盐变化、棉花生理生长及产量的影响。【结果】2年试验中，T2处理下0~60 cm土层储水量在棉花不同生育阶段均最高，比T1处理提高1.01%~14.88%，比T3处理提高1.25%~15.26%。2024年棉花各生育时期，4个处理下0~80 cm土层储水量表现均是T3>CK>T2>T1。2023年，T2和T3处理0~60 cm土层电导率较T1分别下降6.08%~19.26%和19.86%~32.96%。2024年，T2和T3处理0~80 cm土层电导率较T1下降3.33%~25.81%。与T1和T2处理相比，T3处理出苗率提高10.54~19.95百分点；花铃期T3的株高提高9.23%~23.54%，叶面积指数增加11.11%~23.87%，鲜物质质量增加26.32%~59.11%；T3处理的铃重较T1和T2提高2.86%~8.51%，籽棉产量提高2.39%~10.24%。2024年与常规春灌（CK）相比，T3处理的出苗率高1.21百分点；花铃期株高、叶面积指数和鲜物质质量比CK分别增加1.21百分点、3.67%、6.69%和0.55%，而T1处理的籽棉产量显著下降8.55%，T2和T3的籽棉产量与CK的籽棉产量无显著差异。T1、T2和T3处理的灌溉水利用效率均显著高于CK，分别提高27.38%、24.30%和22.87%。TOPSIS综合评价表明，滴水春灌方式效果更好，1 200 m3·hm-2为滴水春灌棉田的最优灌溉量。【结论】推荐南疆采用1 200 m3·hm-2滴水春灌定额，该灌溉定额有利于增加土壤储水量，促进棉花生长、提高籽棉产量。
【目的】 旱地棉（Gossypium aridum）具有优良的耐逆能力。植物同源结构域（plant homeodomain, PHD）蛋白在植物应对非生物胁迫中起关键调控作用。本文旨在对旱地棉PHD进行全基因组挖掘，并分析其在非生物胁迫下的表达模式。【方法】利用生物信息学方法对旱地棉PHD进行全基因组挖掘。预测分析GarPHD蛋白的理化性质、保守结构域与基序、系统进化关系、启动子区的顺式作用元件与转录因子结合位点等。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GarPHD在盐、干旱和低温胁迫下的表达量。【结果】在旱地棉中共鉴定出38个GarPHD基因。GarPHD蛋白的PHD结构域包含X(0-1)-C-X(1-2)-C-X(8-13)-C-[DESANQ]-X(1-2)-C-X(4)-H-X(2)-C-X(9-16)-[WYF]-X-C-X(2)-C一致序列。旱地棉、毛棉和海岛棉的PHD蛋白可分为5个亚群。GarPHD 的启动子区存在与生长发育、植物激素及胁迫响应相关的顺式作用元件和33种转录因子的结合位点。qRT-PCR分析表明在盐、干旱和低温胁迫下，一些GarPHD的表达量发生显著变化。其中，GarPHD19同时响应低温和干旱胁迫，GarPHD31同时响应盐和干旱胁迫。【结论】在旱地棉中鉴定到38个PHD基因，部分GarPHD基因响应盐、干旱和低温胁迫，为进一步研究GarPHD的功能奠定了基础。
【目的】 探究最佳转化体系，提高棉花茎尖遗传转化效率。【方法】以百棉1号种子茎尖为外植体，在侵染阶段设置不同的乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetra-acetic acid, EDTA）浓度和水浴处理时间及不同的菌液浓度，在共培养阶段加入不同浓度的6种外源添加物（氯化镧、EDTA、水杨酸、噻苯隆、玉米素、硝酸银），在筛选阶段调整壮观霉素浓度和不同植物生长调节剂（激动素、萘乙酸、6-苄基腺嘌呤、吲哚丁酸、2,4-二氯苯氧乙酸）配比，分析不同处理对棉花茎尖瞬时转化效率、出芽率、成苗率、阳性率等的影响。【结果】侵染阶段，将菌液的OD600调整至0.7，用100 μmol·L-1 EDTA水浴预处理茎尖15 min，可显著提高瞬时转化效率（28.09%）。共培养阶段，添加1.5 mg·L-1的噻苯隆，茎尖瞬时转化效率（41.47%）最高，出芽率（32.79%）较高。在筛选阶段，添加200 mg·L-1壮观霉素处理的成苗率（32.44%）较高，阳性率（19.97%）最高；1 mg·L-1 6-苄基腺嘌呤+0.1 mg·L-1 萘乙酸处理的出芽率（34.73%）显著高于其他植物生长调节剂组合。综合采用上述优化条件，棉花茎尖转化效率为7.62%，阳性率为18.52%。【结论】优化了棉花遗传转化体系，可为进一步提高棉花茎尖转化效率提供参考。
【目的】 探究不同整枝方式对陆地棉棉籽储藏物质含量的影响。【方法】2023年在新疆喀什地区开展大田试验，采用裂区试验设计，主区为2个棉花品种（J8031和源棉8号），副区为不同整枝处理：开花结铃期至收获单株分别保留3个、5个、7个、9个棉铃（T1、T2、T3、T4处理）、蕾期去营养枝（T5）、花铃期抹赘芽（T6）、初花期至花铃期去营养枝（T7）、盛花末期至吐絮前期去空枝（T8）、盛花期至吐絮期打顶（T9），不整枝为对照处理（CK）。测定不同整枝处理下棉籽的总蛋白、19种氨基酸、总脂肪、25种脂肪酸和棉酚的含量。【结果】T1~T9处理下J8031和源棉8号的棉籽总蛋白含量和总脂肪含量均与CK无显著差异。与CK相比，T5处理下J8031苯丙氨酸、精氨酸、酪氨酸、脯氨酸、甘氨酸的含量以及源棉8号蛋氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、酪氨酸、脯氨酸、胱氨酸、羟脯氨酸的含量均显著增加，J8031蛋氨酸含量显著降低；T6处理下J8031精氨酸、酪氨酸、丝氨酸的含量以及源棉8号苯丙氨酸、酪氨酸、羟脯氨酸的含量均显著增加，J8031蛋氨酸含量显著降低。与CK相比，T2处理下J8031的硬脂酸、二十一烷酸、亚油酸含量及源棉8号的棕榈酸、二十碳二烯酸含量均显著增加；J8031在T7、T9处理下的肉豆蔻酸、花生酸、二十碳五烯酸、油酸含量显著降低；T1处理下源棉8号的棕榈酸、己酸、二十碳五烯酸、二十碳烯酸含量显著增加，J8031和源棉8号的油酸含量显著降低；T7、T8处理下源棉8号的二十一烷酸、亚油酸、棕榈油酸、油酸、二十碳烯酸含量显著降低。T3、T5、T7、T8、T9处理下，J8031的左/右旋棉酚总含量以及游离左/右旋棉酚含量均显著高于CK。与CK相比，源棉8号在T8处理下的左/右旋棉酚总含量显著升高，在T1~T9处理下的游离左/右旋棉酚含量显著降低。【结论】与CK相比，整枝处理对J8031和源棉8号棉籽总蛋白和总脂肪含量无显著影响，对部分氨基酸、部分脂肪酸和棉酚的含量有显著影响。
