【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。

【目的】利用海岛棉渐渗系挖掘与产量和纤维品质性状相关的优异基因/数量性状位点（quantitative trait loci, QTL），为培育高产且纤维品质优异的棉花品种提供有用的信息。【方法】利用优异陆海渐渗系材料MBI9626与高产、适应性广的陆地棉品种中棉所36构建了包含152个单株的BC₆F₂次级分离群体，以筛选的109个简单重复序列（simple sequence repeat, SSR）标记检测亲本和群体的基因型，结合多年多代的表型数据，定位产量和纤维品质性状的QTL。【结果】基因型分析表明，MBI9626中中棉所36背景的比例为94.8%。在BC₆F₂、BC₆F_2:3和BC₆F_2:4群体中共检测到28个与产量、纤维品质性状相关的QTL，分布在6条染色体上。其中：产量相关的QTL有16个，解释2.25%~6.14%的表型变异，包括6个多年多环境稳定的QTL；纤维品质相关的QTL有12个，解释2.49%~12.30%的表型变异，包括2个多年多环境稳定的QTL。新检测到19个QTL，包括多环境稳定的5个。在D3染色体上鉴定到1个包含6个QTL的QTL簇，该区间包含233个基因，通过基因本体（gene ontology, GO）聚类和KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）通路富集分析，并结合TM-1的转录组数据，筛选出6个可能与纤维发育相关的基因：GH_D03G1428、GH_D03G1466、GH_D03G1518、GH_D03G1570、GH_D03G1586和GH_D03G1640。【结论】本研究检测到28个与棉花产量、纤维品质相关的QTL，为进一步精细定位、候选基因克隆和分子标记辅助选择奠定基础。

【目的】研究黄河流域棉区机采模式下麦棉配置方式对麦棉产量和棉花早熟性的影响，为麦棉配置方式下的全程机械化管理提供技术支撑。【方法】在76 cm机采棉标准行距的麦棉两熟制下，在河南安阳开展了2年田间试验（2017/2018和2018/2019年度），采用中棉所79和中棉所50，设置W2C1（2行小麦1行棉花）、W3C1（3行小麦1行棉花）和W6C2（6行小麦2行棉花）3种麦棉配置方式，比较和分析了小麦和棉花产量及其构成因素、小麦边行效应，以及棉花生物量，伏前桃、伏桃、秋桃比例，霜前花率和纤维品质主要指标等。【结果】W3C1的小麦产量显著高于W2C1和W6C2，分别高16.2%~43.3%和28.4%~52.3%；有效穗数分别高出29.2%~47.5%和34.9%~53.6%，差异达到显著水平；但W3C1小麦边行与内行的产量（2019年）、单位面积有效穗数（2018年）等指标的差异均显著低于W6C2。不同配置方式间棉花纤维长度、断裂比强度和马克隆值等指标差异均不显著。2年试验中，中棉所50的籽棉产量和收获指数在3种配置方式间均无显著差异，但中棉所79在W3C1下收获指数低于W6C2和W2C1。W3C1配置下，中棉所50较中棉所79节枝比低，生殖生长快，伏桃占比高，壳铃比低，收获指数高，霜前花率高出38.7~54.2百分点；该配置的土地当量比达1.689~1.697，显著高于其他配置方式。【结论】黄河流域麦棉两熟模式下采用W3C1配置与短季棉中棉所50搭配，麦棉系统的土地当量比高，棉花霜前花率高，小麦群体一致性好，增产显著；该配置方式有助于提高麦棉机械化管理水平和种植效益。

【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】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。

【目的】研究丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）接种对砷胁迫下棉花光合特性及其叶肉细胞超微结构的影响。【方法】以棉花种质大铃棉69号为供试材料,通过盆栽试验,将根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices）和摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae）2种AMF分别接种于棉花根部,探究在不同土壤砷浓度（0、100、200 mg·kg^-1）条件下AMF对棉花气孔形态特征、气体交换参数、叶绿素荧光参数和叶肉细胞超微结构的影响。【结果】（1）砷胁迫显著降低了棉花叶片气孔的长度、宽度、密度、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度与净光合速率,同时显著影响了叶绿素荧光参数。不同砷浓度下,与对照处理相比,AMF接种能增加叶片气孔的长度、宽度、开度、密度及导度,显著提高净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、实际光合效率、最大光化学量子产量和光化学淬灭系数,降低了非光化学淬灭系数。100、200 mg·kg^-1砷浓度下,摩西斗管囊霉处理的净光合速率和实际光合效率均显著高于根内根孢囊霉处理。（2）砷胁迫导致叶绿体逐渐肿胀,整体结构遭破坏,基粒类囊体排列紊乱且分布不均;线粒体内嵴排列松散变形,部分线粒体结构内部出现空洞,双层膜结构模糊。砷胁迫下,AMF接种处理的棉花叶肉细胞内叶绿体基粒片层清晰可见、线粒体内嵴结构排列较紧密,受砷损伤程度明显降低;摩西斗管囊霉的缓解作用更强。【结论】砷胁迫下,接种根内根孢囊霉和摩西斗管囊霉能显著提高棉花净光合速率和光能利用效率,增强其棉花光合能力,减轻砷对叶肉细胞超微结构的损伤。且摩西斗管囊霉的接种效果更佳。

【目的】通过对陆地棉酰基辅酶A氧化酶（acyl coenzyme A oxidase, ACX）基因家族进行鉴定和表达分析,为后续研究ACX基因的功能奠定基础。【方法】采用生物信息学方法对陆地棉基因组中ACX基因家族成员进行鉴定,并系统分析其理化性质、基因结构、进化关系、基因复制、启动子区顺式作用元件和表达模式等。利用病毒诱导的基因沉默技术初步探究GhACX16基因的功能。【结果】陆地棉基因组中鉴定到20个ACX基因,分布在13条染色体上,聚类分析将其分为4个亚族。非同义突变率/同义突变率（K_a/K_s）分析结果表明陆地棉ACX家族基因经历了较强烈的纯化选择。ACX基因的启动子区含有热应激、干旱、植物激素响应等相关的顺式作用元件。非生物胁迫下的表达模式分析结果显示,陆地棉ACX基因明显响应高温、低温、盐和模拟干旱胁迫;分析高温胁迫下耐高温与高温敏感棉花材料不同发育时期的花药中ACX基因的表达模式,发现GhACX5和GhACX16基因的表达量变化明显。与阴性对照相比,高温胁迫下GhACX16基因沉默的棉苗表现出明显的耐高温特征,且叶片中脯氨酸含量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性显著升高,而丙二醛含量显著降低。【结论】陆地棉ACX基因的鉴定及表达模式分析表明,ACX基因广泛参与非生物胁迫响应;经基因沉默试验和生理生化分析初步推测其中的GhACX16基因可能在高温胁迫响应中发挥重要的功能。

【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】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】从陆地棉全基因组范围内鉴定糖基磷脂酰肌醇锚定的脂质转运蛋白（glycosylphosphatidylinositol-anchored lipid transfer protein, LTPG）基因，为后续研究提供支撑。【方法】利用生物信息学方法从陆地棉TM-1基因组中筛选鉴定LTPG基因家族成员，并对其编码蛋白的理化性质、系统进化关系、基因复制、基因结构和启动子区的顺式作用元件等进行预测分析。利用转录组数据结合实时定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）分析LTPG基因在不同组织器官和非生物胁迫下的表达模式。在烟草叶片中采用瞬时转化法检测目标蛋白的亚细胞定位情况。【结果】在陆地棉基因组中共鉴定到95个GhLTPG基因，系统发育分析将这些GhLTPG蛋白聚为5类。片段复制是GhLTPG基因家族扩张的主要原因。K_a/K_s分析表明GhLTPG基因经历了强烈的纯化选择。转录组数据分析表明，部分GhLTPG基因响应低温、高温、盐和干旱胁迫。表达分析结果显示，GhLTPG11/14/52/62基因响应低温、高温、盐及干旱胁迫，GhLTPG24/56响应低温、盐及干旱胁迫。亚细胞定位试验表明，GhLTPG24和GhLTPG62蛋白均定位于细胞膜。【结论】在陆地棉中鉴定到95个GhLTPG基因，部分GhLTPG基因响应低温、高温、盐和干旱等非生物胁迫，为深入解析GhLTPG基因功能奠定了基础。

【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。

以全国农业技术推广服务中心发布的历年棉花品种推广面积为依据，将年推广应用面积在主产棉区中列首位的品种，或最大年推广面积在33.3万hm²以上且列主产棉区前3位的品种定义为大品种，分析大品种的累计推广面积、单年最大推广面积、列前3名的年限及推广面积占比的变化趋势。近40年来，黄河流域棉区有16个、长江流域棉区有15个和西北内陆棉区有14个棉花大品种，其中鲁棉研15号为黄河流域和长江流域棉区共同的大品种。分析发现我国棉花生产上推广应用的品种数量逐年上升，其中1981―2000年品种数量增幅较小，2001―2020年增幅较大。各年份大品种种植面积占各主产棉区总面积的比例呈现出明显的时代变化特征，其中，1981-1995年期间大品种的面积占比相对稳定，黄河流域、长江流域和西北内陆棉区大品种的面积占比分别稳定在61%、36%和83%左右；1996―2006年为大品种面积占比的剧烈下滑期，三大棉区大品种的面积占比平均下降到20%左右；2007―2020年为缓慢下降期，到2020年占比总体下降到15%左右。棉花大品种在我国植棉史上做出过重要贡献，但为适应种业和市场发展的多样化需求，当前和未来棉花育种的目标功能和区域定位将更加细化。

【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】对棉花GA20ox基因GhGA20ox6进行克隆和初步的功能验证，分析其对棉花株高的影响。【方法】通过分子克隆的方法，在陆地棉标准系TM-1的茎中成功获得GhGA20ox6基因；利用进化树分析、氨基酸序列比对明确其与拟南芥、水稻中同源基因的进化关系；利用实时定量聚合酶链式反应分析GhGA20ox6在TM-1中的组织特异性表达；利用亚细胞定位分析其在细胞中的定位，并在拟南芥中进行了功能分析。【结果】GhGA20ox6的开放阅读框长度为1 155 bp，编码384个氨基酸残基，编码产物的分子质量为43.32 ku，预测的等电点为6.37。进化树分析显示GhGA20ox6与水稻绿色革命基因sd1（OsGA20ox2）的相似性最高。组织特异性表达分析发现，GhGA20ox6在TM-1茎中的表达量高于其在其他器官中的表达量。在烟草表皮细胞的亚细胞定位分析发现，GhGA20ox6蛋白定位在细胞膜。在拟南芥中过表达GhGA20ox6能显著促使赤霉素不敏感矮化基因GID1（gibberellin insensitive dwarf1）表达量上升，转基因拟南芥的株高增加、抽薹提前。【结论】通过对GhGA20ox6的克隆和功能分析，推测它可能与棉花体内的赤霉素合成相关，进而影响棉花株高。这些结果为进一步在分子水平验证GhGA20ox6在棉花生长发育中的生物学功能奠定基础。

【目的】研究洞庭湖植棉区油（菜）棉（花）轮作种植制度下,氮肥施用深度及用量对棉花干物质与氮素的积累、分配及产量的影响,为油后直播棉化肥减施增效提供依据。【方法】于2018年和2019年在湖南常德开展氮肥运筹试验,以湘FZ001为试验材料,设置15 cm和5 cm（H₁₅、H₅）2个施用深度,0、90、180、270和360 kg·hm^-2纯氮（N₀、N₉₀、N₁₈₀、N₂₇₀、N₃₆₀）5个施氮量。【结果】棉花氮素积累量与干物质积累量的变化趋势一致,积累动态均符合逻辑斯谛（logistic）模型;氮肥深施提高了棉株氮素和干物质的积累量及其在生殖器官中的分配比例;随着施氮量的增加,氮素、干物质积累量及其在生殖器官的分配比例均呈现先升高后下降的变化趋势;氮肥施用深度及用量互作下,氮素积累量在H₁₅N₂₇₀下取得最大值,氮素在生殖器官的分配比例、干物质积累量及其在生殖器官的分配比例均在H₁₅N₁₈₀下最大。从氮素和干物质积累特征值可以看出,棉花中氮素和干物质的累积与分配基本同步,其中氮素的平均快速积累期起始时间略早于干物质积累,说明棉花氮素吸收可能是干物质积累的基础和前提。H₁₅比H₅提高了氮肥的利用效率,同时氮肥表观利用率、农学利用率、偏生产力随施氮量提高均呈现下降趋势;H₁₅N₁₈₀处理可以获得较为理想的氮肥表观利用率、农学利用率、偏生产力和生产效率,籽棉产量最高。【结论】适量氮肥深施可以促使棉花高产。推荐本地区氮肥施用深度从常规的撒施或浅施5 cm提高到15 cm,施氮量从常规的270~300 kg·hm^-2减少为180 kg·hm^-2。

【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。

熟性是作物生长发育快慢和成熟收获早晚的综合表现，通常用播种到成熟收获的生育期或生命周期来表示，是品种生态适应性的重要标志。选用熟性适宜的棉花品种是实现棉花正常成熟、高产优质和及时收获的重要前提和保障，而准确判断和评价棉花熟性则是棉花栽培管理和遗传改良的重要依据。棉花具有无限生长习性，其熟性判断和评价较为复杂，迄今仍存争议。讨论明确了熟性的概念及其主要影响因素（遗传因素、环境因素和栽培措施），总结评述了基于生长特征（第一果枝节位、果枝发生速率和开花间隔、霜前花率等）、生育进程（生育时期、生理终止期、铃未吐絮的上部果枝数、早熟性指数等）以及综合分数的棉花熟性评价指标和方法，提出了创新完善熟性指标、建立健全熟性评价体系和创立创新熟性评价信息采集系统的意见和建议，以期为棉花轻简化机械化生产提供理论和技术支持。

【目的】探究哈克尼西棉不育胞质（CMS-D2）和三裂棉不育胞质（CMS-D8）对ATP和H₂O₂含量的影响。【方法】选用CMS-D2和CMS-D8两套“三系”（不育系、保持系及其恢复系）材料，测定其不同发育时期的叶片和花蕾中ATP和H₂O₂含量；并结合已有研究测定候选不育基因orf610a超表达拟南芥植株中ATP和H₂O₂含量；通过实时荧光定量聚合酶链式反应分析ATP合成相关基因在不育系、保持系以及转基因拟南芥花蕾中的表达量。【结果】与其保持系和恢复系相比，CMS-D2不育系叶片在蕾期和铃期均表现为ATP含量极显著降低、H₂O₂含量极显著升高；CMS-D8不育系叶片在蕾期表现为ATP含量极显著降低、H₂O₂含量极显著升高，在铃期表现为ATP含量极显著升高；CMS-D2不育系3 mm、4 mm花蕾中ATP含量极显著降低，4 mm花蕾中H₂O₂含量极显著上升；CMS-D8不育系5 mm、6 mm花蕾中ATP含量极显著降低。与其保持系相比，CMS-D2和CMS-D8不育系花蕾中，多个ATP合成相关基因的表达量极显著降低。与野生型材料相比，orf610a超表达拟南芥角果和花蕾中的H₂O₂含量显著升高，ATP含量极显著降低，且大多数ATP合成相关基因均极显著下调表达。【结论】不育胞质会对棉花不同发育时期的叶片和花蕾中ATP和H₂O₂含量产生一定的影响，二者动态平衡的破坏可能会影响花粉的正常发育。

【目的】腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（adenosine diphosphate-glucose pyrophosphorylase, AGPase）是淀粉生物合成途径的限速酶，在植物“源”、“库”器官淀粉的合成与积累过程中扮演着重要角色，然而棉花中AGPase基因家族的系统研究工作尚未开展。【方法】基于已公布的陆地棉标准系TM-1基因组数据，利用生物信息学方法对陆地棉AGPase基因家族进行全基因组鉴定，并对该家族成员的理化性质、系统进化关系、基因结构、启动子区顺式作用元件进行分析。利用转录组数据和实时荧光定量聚合酶链式反应分析AGPase家族基因的组织表达特性和在非生物胁迫下的表达模式。【结果】在陆地棉基因组中，共鉴定到20个AGPase基因（GhAGP），不均匀地分布在16条染色体上。GhAGP基因包含12个大亚基基因和8个小亚基基因共2类，同一类GhAGP基因具有相似的保守基序和外显子-内含子结构。GhAGP基因启动子区含有多个与植物激素、非生物胁迫响应相关的顺式作用元件。组织表达分析结果显示，GhAGP基因具有不同的组织表达模式。非生物胁迫下的表达分析表明，多数GhAGP基因响应低温、高温、盐和干旱胁迫诱导表达，其中GhAGPL1和GhAGPL7参与棉花对多种逆境胁迫的响应。【结论】明确了陆地棉AGPase基因家族成员的分布特征、结构特征以及系统进化特征，初步揭示了该家族基因在棉花响应外界环境胁迫中的功能，可为棉花淀粉性状的遗传改良和抗逆育种提供重要的候选基因资源。