【目的】 解析陆地棉GhVAS1生物学功能，阐明其在棉铃脱落过程中的调控作用。【方法】 以拟南芥AtVAS1基因作为参考序列，在陆地棉TM-1中鉴定并克隆GhVAS1同源基因（含GhVAS1-A05和GhVAS1-D05），开展系统进化与保守结构分析。结合转录组数据与实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）分析该基因的表达模式。通过烟草瞬时表达体系确定GhVAS1的亚细胞定位。采用棉花叶皱缩双生病毒（cotton leaf crumple virus, CLCrV）介导的病毒诱导基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）技术验证GhVAS1对棉铃脱落的影响，并检测离层组织中吲哚乙酸（indole-3-acetic acid, IAA）与1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC）含量及脱落相关基因的表达。同时在拟南芥中异源过表达验证GhVAS1对花器官脱落的调控效应。【结果】 GhVAS1与拟南芥AtVAS1亲缘关系较近，蛋白序列保守性较高。GhVAS1在离层组织中表达量显著高于其他组织，并在脱落信号诱导后持续上调表达。亚细胞定位结果显示，2个GhVAS1同时定位于细胞核与细胞膜。VIGS沉默GhVAS1可显著减少棉铃脱落，并伴随离层组织中IAA含量显著升高、ACC含量显著下降，以及乙烯合酶基因（GhACS、GhACO）、细胞壁降解相关基因（GhPG、GhCEL）的表达水平显著降低。拟南芥中异源过表达显示GhVAS1可促进花器官提前脱落。【结论】 GhVAS1正向调控棉花棉铃脱落，可能通过协调离层IAA-乙烯代谢平衡并促进细胞壁降解相关基因表达，从而加速离层细胞分离与棉铃脱落。
【目的】 探究GhMLO6基因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GhMLO6的表达模式。在棉花中利用病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）技术瞬时沉默GhMLO6，研究其在抗黄萎病中的功能。利用农杆菌介导的瞬时表达技术在本氏烟上探究GhMLO6的亚细胞定位。【结果】 qRT-PCR表明，GhMLO6在棉花根中的表达量最高，其次为茎和叶。与空白对照相比，大丽轮枝菌侵染可显著提高根中GhMLO6的表达量。与空载体对照植株相比，在棉花中瞬时沉默GhMLO6导致病情指数、相对菌丝含量显著降低，茎段恢复培养后菌丝积累量较少，棉花对黄萎病的抗性显著增强。瞬时表达发现GhMLO6定位于细胞膜。【结论】 GhMLO6定位于细胞膜，在棉花黄萎病抗性中发挥负调控功能，可利用基因编辑技术获得抗黄萎病材料。
【目的】 分析梭梭HaNAC12基因对棉花脂肪酸含量和抗旱性的影响，为棉花抗逆育种提供理论与技术指导。【方法】 采用棉花茎尖遗传转化体系将梭梭HaNAC12基因转入棉花，对T0和T1代植株进行分子检测后，通过干旱胁迫试验比较转基因棉花与非转基因对照的表型及生理指标差异。【结果】 自然干旱胁迫30 d后，转基因棉花株高较非转基因对照显著高11%，叶片萎蔫程度明显轻于对照。生理指标分析显示，（T30处理）转基因棉花叶片中丙二醛含量比对照显著降低34%，质膜受损较低；可溶性糖、脯氨酸、叶绿素含量分别比对照显著提高66%、89%、50%，渗透调节能力更强；超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性显著提高94%、25%、58%，活性氧清除能力更强。T30处理下，转基因棉花中与脂肪酸代谢相关的脂肪酸合成酶和去饱和酶的基因表达量显著高于对照，转基因棉花游离脂肪酸含量较非转基因棉花显著提高50%。正常浇水组中转基因与非转基因叶片表型和生理生化指标无明显差异。【结论】 HaNAC12基因可能通过促进游离脂肪酸合成和积累，增强棉花幼苗对干旱胁迫的耐受性，为棉花抗旱遗传改良提供了新的基因资源和材料支撑。
【目的】 建立快速定量检测土壤中棉花立枯病菌立枯丝核菌的技术，研究土壤中立枯丝核菌含量与棉花立枯病发生的相关性，为棉花立枯病的科学防控提供依据。【方法】 采用内参菌株校正技术和实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qPCR）建立土壤中立枯丝核菌AG-4 HGⅢ的定量检测技术。通过室内盆栽和田间试验研究土壤中立枯丝核菌含量与棉花立枯病发生的相关性。【结果】 基于qPCR结合内参菌株校正方法成功建立了土壤中立枯丝核菌AG-4 HGⅢ的定量检测技术，灵敏度为10拷贝数·μL-1。明确了土壤中立枯丝核菌AG-4 HGⅢ含量达1×106拷贝数·g-1为病害严重发生和死苗风险的参考临界阈值。【结论】 建立了1种棉田土壤中立枯丝核菌的快速定量检测技术，可实现棉花立枯病病原菌数量的准确检测和病害风险预警。
【目的】 探究马铃薯-棉花轮作体系下不同耕作方式与秸秆还田组合对棉花生长、产量及根际土壤细菌群落的影响，为该体系下优化农田管理、提升土壤微生态健康提供依据。【方法】 以棉花品种湘X1107为材料，设置免耕（NT）、免耕+秸秆还田（NTS）、旋耕（T）和旋耕+秸秆还田（TS）4个处理，测定棉花关键生育时期的生长指标、生物量、产量及其构成因素。利用16S rRNA基因高通量测序技术分析棉花吐絮期根际土壤细菌群落多样性与组成，结合原核生物分类单元功能注释（functional annotation of prokaryotic taxa, FAPROTAX）进行功能预测。【结果】 秸秆还田和耕作方式对出苗率无显著影响。与免耕（NT和NTS）相比，旋耕（T和TS）显著提高了苗期棉花株高、茎粗、生物量，显著提高铃重，但各处理间产量和铃数的差异不显著。秸秆还田（NTS和TS）显著提高了根际细菌群落的香农-维纳多样性指数、Chao1丰富度指数及均匀度指数，其中NTS处理的各项指数均最高（香农-维纳多样性指数除外）；主坐标分析（principal coordinates analysis, PCoA）表明耕作方式是驱动细菌群落结构分异的主要因素。变形菌门（Proteobacteria）为各处理根际土微生物优势菌门；秸秆还田（NTS和TS）显著降低了变形菌门细菌的相对丰度，而显著提高了酸杆菌门（Acidobacteriota）和放线菌门（Actinobacteriota）细菌的相对丰度。在属水平上，免耕处理（NT和NTS）富集了伯克霍尔德菌属（Burkholderia_Caballeronia_Paraburkholderia）、克雷伯氏菌属（Klebsiella）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）和根瘤菌属复合群（Allorhizobium_Neorhizobium_Pararhizobium_Rhizobium）等固氮相关菌群，FAPROTAX功能预测证实其固氮功能显著增强；T处理富集了泛菌属（Pantoea）和假单胞菌属（Pseudomonas），并提高了化能异养及所有人类病原菌相关功能细菌类群的相对丰度，TS可有效抑制病原菌风险。【结论】 NTS有利于维持土壤微生物多样性、增强固氮功能并降低病原菌风险，是马铃薯-棉花轮作体系中推荐的耕作模式；TS可作为促进前期生长和调控微生物功能的备选方案。生产中可根据当地土壤基础及生态与经济目标，选择适宜的耕作模式。
【目的】 淡水匮乏严重制约新疆干旱半干旱区棉花生产，关键生育时期缺水对产量影响更甚。咸水补灌可缓解水资源短缺压力，但其适宜矿化度阈值尚不明确。本研究探讨了不同矿化度咸水补灌对棉花光合特性及产量形成的影响，以明确适合干旱区棉花补灌的咸水矿化度阈值。【方法】 于2023―2024年连续2个棉花生长季开展田间试验，以当地大田常规淡水未补灌为对照（CK，灌溉定额3 600 m3·hm-2），另设置5个矿化度咸水补灌处理：3.5 g·L-1（S3.5）、5.0 g·L-1（S5）、6.5 g·L-1（S6.5）、8.0 g·L-1（S8）、9.5 g·L-1（S9.5）。咸水补灌采用“蕾期1次（375 m3·hm-2） +花铃期 2次（375 m3·hm-2+450 m3·hm-2）”的模式，总灌水量4 800 m3·hm-2，包括咸水1 200 m3·hm-2，淡水3 600 m3·hm-2）。补灌后，测定棉花功能叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数；调查统计产量构成及产量。【结果】 2年结果平均：在棉花盛铃前期，S3.5、S5和S6.5处理的净光合速率较CK提高6.89%~18.00%，2年试验中S3.5处理的净光合速率均显著高于CK处理；S3.5、S5处理的蒸腾速率较CK分别显著提高18.96%与9.10%，气孔导度较CK分别提升12.95%、3.90%。3次咸水补灌完成后，S9.5处理的初始荧光较CK显著增加5.99%（2023年）与6.54%（2024年），S3.5处理的最大光化学效率均显著高于S9.5处理。S3.5处理的棉花铃叶比最低，2年分别为24.58和24.87；S5处理次之，2年分别为25.02和25.05。矿化度3.5~6.5 g·L-1处理的2年平均籽棉产量较CK（5 721.00 kg·hm-2）显著提高2.73%~12.67%。【结论】 矿化度3.5~6.5 g·L-1的咸水补灌可优化棉花光合性能、实现增产；而矿化度过高（>6.5 g·L-1）易引发光抑制导致棉花显著减产，该研究为干旱区农业咸水灌溉阈值的确定提供了重要理论依据。
