【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】解析GhCDPK28-A10在棉花黄萎病反应中的作用机制，并为棉花抗病育种提供基因资源。【方法】从棉花基因组数据库获得GhCDPK28-A10基因同源序列，进行生物信息学分析。采用实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time quantitative polymerase chain reaction，qRT-PCR）方法检测在经大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）、茉莉酸甲酯（methyl jasminate, MeJA）、水杨酸（salicylic acid, SA）或H₂O₂处理的棉株中GhCDPK28-A10基因的表达量变化。通过病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）技术验证GhCDPK28-A10在棉花抗黄萎病中的作用。【结果】进化树和基因结构分析表明，陆地棉中GhCDPK28-A10的6个同源蛋白具有相似数量的基序和CDPK家族典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结构域；启动子区域的序列分析发现GhCDPK28-A10包含响应茉莉酸（jasmonic acid, JA）的顺式作用元件。组织特异性表达分析表明GhCDPK28-A10在根、茎和真叶中均表达，且在真叶中表达水平最高。在大丽轮枝菌、MeJA和H₂O₂胁迫下，GhCDPK28-A10的表达量显著升高。VIGS沉默GhCDPK28-A10的棉株中抗病相关基因PR1、NPR1、PR4表达增强；JA合成负调控基因JAZ1表达量降低，说明随着CDPK28-A10表达水平的降低，JAZ1对JA合成的抑制作用减弱，活性氧富集，进而增强棉株的黄萎病抗性。【结论】GhCDPK28-A10通过调控防御相关基因的表达，负向调控棉花对黄萎病的抗性反应，是提高棉花黄萎病抗性的候选基因。

【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】研究不同短季棉品种与播期对棉花产量和纤维品质空间分布的影响，为黄河流域棉区麦棉两熟全程机械化适宜播期及品种的选择提供参考。【方法】于2019―2020年开展大田试验，采用裂区设计，以短季棉品种（锦科707和鲁棉2387）为主区，4个播期5月10日（SD1）、5月20日（SD2）、5月30日（SD3）、6月10日（SD4）为副区。调查棉花生物量、株式图、产量和产量构成要素等指标并测定主要纤维品质指标及纤维品质综合指标Q值。【结果】晚播（SD4）处理下棉花花铃期延长，而叶面积指数、果枝数和果节数均随着播期的推迟呈现逐渐降低的趋势。播期显著影响皮棉产量和棉铃分布，2019年和2020年SD1、SD2和SD3皮棉产量均无显著差异，但播期推迟至6月10日的SD4处理下2年2个品种平均皮棉产量较SD1、SD2和SD3分别降低38.7%、37.2%和32.7%。此外，随播期推迟，第1~3果枝的结铃数占比显著增加，第6果枝以上的结铃数占比显著减少。对比纤维品质综合指标Q值，SD1、SD2、SD3处理的中部和上部果枝棉铃的纤维品质优于SD4。2个品种在产量和品质上存在显著差异，2年均是鲁棉2387皮棉产量较高，锦科707的纤维品质较优。【结论】2个品种表现相似，在SD1、SD2、SD3播期下皮棉产量无显著差异且形成相对较优的纤维品质。因此，为避免产量大幅降低，黄河流域棉区麦套短季棉模式下棉花播种日期不应晚于5月30日。

【目的】黄萎病（Verticillium wilt）是棉花生产中的最主要病害，且棉花黄萎病的致病机理尚不清楚。通过构建黄褐棉导入系群体定位棉花黄萎病抗性相关的数量性状位点（quantitative trait loci, QTL），为抗黄萎病分子标记开发和辅助育种提供参考。【方法】以陆地棉（Gossypium hirsutum）B0011为轮回亲本、黄褐棉（G. mustelinum）为供体亲本，构建有71个株系的BC₅S₅群体。利用2 839个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）标记结合表型值进行黄萎病抗性相关QTL定位。【结果】共检测到15个与黄萎病抗性相关的QTL，可解释4.21%~26.77%的表型变异。加性效应分析表明：其中6个QTL的有利等位基因来源于黄褐棉，9个QTL有利等位基因来自B0011。同时，qVW-A01-1、qVW-A02-2和qVW-A07-2在2个及以上环境中被检测到，表型变异解释率分别为15.56%~16.56%、11.95%~24.62%和13.22%~16.73%。利用BC₅S₅群体黄萎病抗性的最佳线性无偏预测值（best linear unbiased prediction, BLUP）进行QTL定位，共检测到5个QTL，其中qVW-A01-1B、qVW-A02-1B分别与加性效应分析稳定检测到的qVW-A01-1、qVW-A02-2物理位置一致，分别解释23.67%和17.90%的表型变异。【结论】本研究发现2个稳定的QTL即qVW-A01-1和qVW-A02-2，可为抗黄萎病分子标记辅助选择育种及候选基因功能鉴定奠定基础。

【目的】通过无人机多光谱影像监测棉田黄萎病发病情况，为棉花黄萎病的精准防控提供理论指导。【方法】通过分析黄萎病发病棉田冠层的光谱特征，筛选无人机多光谱影像识别棉花黄萎病的最佳植被指数、最佳波段组合及最佳时相，并基于筛选的最佳时相建立黄萎病不同发病程度的棉田影像图，利用平行六面体法、最大似然法及支持向量机径向基函数分类法对影像图进行分类对比和精度评价。【结果】结果表明，在710~760 nm波段，不同发病程度的棉株冠层光谱反射率均随着波长的增加明显增加；在760~950 nm波段，棉株冠层光谱反射率随着黄萎病的加重明显减小。随着黄萎病加重发生，棉株的叶片叶绿素含量、地上部鲜物质质量、地上部干物质质量、植株含水量以及叶面积指数均降低。无人机多光谱遥感识别棉花黄萎病的最佳植被指数和最佳波段组合分别是差值植被指数（difference vegetation index, DVI）和B_3-5-8（对应的波长分别为550 nm、656 nm和800 nm）。8月中下旬为无人机多光谱遥感识别棉花黄萎病发生程度的最佳时相。支持向量机径向基函数分类法结合最佳波段组合B_3-5-8与DVI综合影像对棉田黄萎病病情的分类精度最高（分类精度为96.64%，Kappa系数为95.61%）。棉田黄萎病发病程度的分类结果与棉株冠层光谱反射率和棉株农学参数的变化相对应，并与实地调查结果一致。【结论】利用支持向量机径向基函数分类法、最佳波段组合B_3-5-8与DVI综合影像对棉田黄萎病发病情况进行分类是可行的，研究结果可为利用遥感技术监测作物类似病虫害提供理论依据。

【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。

【目的】通过对棉花抗黄萎病性状进行数量性状位点（quantitative trait locus, QTL）定位，鉴定可以应用于育种实践的能稳定检测到的主效QTL，为棉花抗黄萎病遗传改良奠定分子基础。【方法】以抗黄萎病品种中植棉2号和感黄萎病品种冀棉11号为亲本杂交的F₂群体和重组自交系（recombinant inbred lines, RIL）群体作为作图群体，在对2个群体进行多环境黄萎病抗性鉴定和简单重复序列（simple sequence repeat, SSR）分子标记检测的基础上进行遗传连锁图谱构建，利用完备区间作图法进行QTL定位，并对获得的主效QTL置信区间进行候选基因挖掘。【结果】在F_2:3家系和RIL群体中共检测到7个抗黄萎病QTL，能够在多个环境条件下重复检测到的QTL有4个，包括qVW-D05-1、qVW-D05-2、qVW-D05-4和qVW-D05-5。共线性分析表明上述4个QTL集中分布于D05染色体上2 293 776~3 205 058 bp和62 407 897~62 582 344 bp 2个区域。4个抗性QTL的聚合可以显著降低棉花黄萎病病情指数。qVW-D05-1在多个环境中的表型变异解释率均在10%以上，为抗黄萎病主效QTL。对qVW-D05-1置信区间内的基因进行了功能注释、黄萎病菌诱导后的表达模式分析和单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）变异分析，初步推测Ghir_D05G038990、Ghir_D05G039060、Ghir_D05G039100、Ghir_D05G039110和Ghir_D05G039130为可能控制棉花黄萎病抗性的候选基因。【结论】在不同环境中共检测到7个抗黄萎病QTL，其中4个QTL被重复检测到，在主效QTL qVW-D05-1区间内筛选获得5个棉花抗黄萎病候选基因。这些稳定的抗黄萎病相关的QTL及其候选基因可应用于棉花抗黄萎病性状的分子标记辅助选择育种。

【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】探究陆地棉S-腺苷甲硫氨酸合成酶（S-adenosylmethionine synthetase, SAMS）基因在棉花对棉铃虫抗性响应中的功能。【方法】利用实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR）分析GhSAMS基因在棉铃虫取食下的表达模式。利用病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）技术抑制GhSAMS基因的表达，通过分析棉铃虫的生长发育（体重和体长的变化量）、取食偏好性以及棉花叶片受害等级等，初步探究GhSAMS基因的抗虫功能。【结果】qRT-PCR结果表明，棉花叶片中的GhSAMS基因在棉铃虫取食后表达量增加。利用VIGS技术获得了pTRV2::GhSAMS沉默棉株。与饲喂野生型棉花叶片的棉铃虫相比，饲喂pTRV2::GhSAMS棉花叶片的棉铃虫生长发育更快；棉铃虫对pTRV2::GhSAMS棉花叶片表现出更强的取食偏好；二氨基联苯胺（3,3’-diaminobenzidine, DAB）染色结果分析表明，与野生型棉花相比，沉默GhSAMS基因的棉花叶片细胞中H₂O₂的累积量增多。【结论】抑制GhSAMS基因表达降低了陆地棉对棉铃虫的抗性，GhSAMS可作为提高棉花对棉铃虫抗性的候选基因。

【目的】在3 900 m³·hm^-2灌溉定额下，研究膜下滴灌灌水频次对南疆棉花根系形态与分布的影响。【方法】以中棉所96A为试验材料，采用76 cm等行距配置；设置4个灌水频次处理，分别为灌水6次（T6，单次灌水量650.0 m³·hm^-2）、灌水8次（T8，单次灌水量487.5 m³·hm^-2）、灌水10次（T10，单次灌水量390.0 m³·hm^-2）和灌水12次（T12，单次灌水量325.0 m³·hm^-2）；采用土壤根系挖掘法分层采集中间行棉花0~60 cm土层的根系，利用根系扫描仪进行扫描，然后统计分析根表面积、体积等指标。【结果】在南疆一膜三行等行距栽培模式下，0~60 cm土层中直径小于1 mm的根系的根长和根表面积分别占总根长和总根表面积的94.5%和71.9%。根总体积与根直径紧密相关，随着根直径的增加，各处理的根长、根表面积、根体积呈现先减小后增加的趋势。0~60 cm土层，T6处理的根长密度（11 662.71 m·m^-3）、根表面积密度（15.61 m²·m^-3）和根干物质质量（21.55 g）均最大，T12处理的根体积密度（2.2×10^-3 m³·m^-3）最大。耕层以下（30~60 cm）土层中，T10处理的根长密度及根干物质质量最大，分别为1 090.46 m·m^-3和1.09 g，T8处理的根表面积密度和根体积密度最大，分别为2.52 m²·m^-3和2.68×10^-4 m³·m^-3。【结论】在3 900 m³·hm^-2灌溉定额下，合理调配灌水频率可以优化棉花根系在土壤中的形态与分布，增加单次灌水量以延长灌水间隔时间能够促进根表面积密度的增加；灌水6次（T6处理）利于棉花根系在0~60 cm土层的伸长与分布，灌水12次（T12处理）利于棉花根体积增加。

【目的】龙葵（Solanum nigrum L.）是棉田恶性杂草。本研究旨在通过抗氧化酶活性、淀粉酶活性及丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量等生理指标分析龙葵种子萌发与温度的关系，为龙葵萌发预测和防除时机的选择提供依据。【方法】以采自我国不同省（自治区）的6个龙葵种群为研究对象，测定不同萌发温度（10~40 ℃）条件下种子的抗氧化酶活性、MDA含量和淀粉酶活性，分析比较不同种群对温度的生理响应差异。【结果】6个龙葵种群种子中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）和过氧化氢酶（catalase, CAT）活性随萌发温度升高呈先增加后降低的趋势。XJ1600种群的SOD活性变化幅度最小，而LN2209种群的SOD活性变化幅度最大；HN2160和LN2209种群的POD活性在10~30 ℃时相对较高，但在35~40 ℃时相对较低；XJ1600种群的CAT活性在10~30 ℃时较稳定，而LN2209种群的CAT活性在20~35 ℃时变化较小。各种群龙葵种子的MDA含量随温度的升高表现为先下降后上升，高温胁迫可明显提高龙葵种子的MDA含量，其中HN2160种群对30~40 ℃高温较为敏感。龙葵种子淀粉酶活性随温度升高基本呈现先上升后保持稳定的趋势，不同种群淀粉酶活性较高时的温度不同，其中XJ1600和JL1697种群淀粉酶活性较高时的温度较高，而HN2160种群的较低。【结论】不同龙葵种群种子萌发对温度的生理响应存在显著差异，基于相关生理指标可以确定种子的萌发状况和适宜萌发条件。

【目的】研究不同时间喷施脱叶催熟剂对棉花不同部位棉铃的干物质质量、产量性状以及纤维品质等的影响，明确河北省喷施棉花脱叶催熟剂的最佳时期。【方法】以机采棉品种冀丰1458为供试材料，分别于2020年和2021年的9月下旬到10月上旬，设置4个时间喷施50%（质量分数）噻苯·乙烯利悬浮剂，以9月20日喷施等量清水作为对照，分析棉花的脱叶率和吐絮率、不同部位棉铃的干物质质量、铃重、籽指与衣分、籽棉产量、皮棉产量和纤维品质等指标的变化。【结果】各处理喷施脱叶催熟剂当天的吐絮率为40%~65%，处理后20 d的吐絮率和脱叶率均大于90%。与对照相比，9月20日处理的上部棉铃的铃重、籽指、衣分、纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值均显著降低；9月20日或9月25日左右喷施，上部、中部棉铃的干物质质量和单株棉铃总干物质质量均显著降低；9月20日至10月5日左右喷施脱叶催熟剂导致上部棉铃籽指显著降低，籽棉产量和皮棉产量显著提高，其中9月30日左右处理的籽棉和皮棉产量最高，并且其纤维品质综合表现也较好。【结论】初步认为，河北省植棉区露地直播棉田脱叶催熟剂的最佳喷施时间为9月30日、吐絮率为56%左右。

【目的】探究长江流域棉区带状间作模式下棉花的产量形成机理，为间作模式在棉田中应用提供参考。【方法】设置棉花-辣椒（CCI）、棉花-菜豆（CBI）、棉花-花生（CPI）、棉花-甘薯（CSI）4种间作模式和棉花单作（MC），比较分析不同模式下棉花光合特性、干物质积累与分配、产量及产量构成因素，并计算比较不同模式下的棉花偏土地当量比和经济效益。【结果】CCI、CBI处理下籽棉产量分别是6 055.19 kg·hm^-2和6 495.81 kg·hm^-2，较MC分别增加2.36%和9.81%，主要是因为这2种模式下棉花单株成铃数较MC分别增加1.61%和11.21%。而CPI、CSI处理下棉花单株成铃数、铃重分别比MC降低2.18%、8.98%和2.59%、5.60%。盛铃期，各间作模式的棉花叶面积指数表现为CBI>CCI>CPI>MC>CSI，其中CCI和CBI处理较MC的棉花叶面积指数显著增加5.88%和9.80%。CCI、CBI、CPI处理下棉花叶片SPAD值和净光合速率在盛花期较MC分别提高8.51%、7.65%、6.37%和11.55%、8.31%、4.02%。CCI、CBI、CPI处理对棉花叶片光合生理特性有一定促进作用，可提高吐絮期棉花干物质积累量，分别较MC显著增加9.71%、7.58%、6.14%。CCI、CBI、CPI和CSI处理下棉田经济效益较MC分别提高0.62倍、1.53倍、0.38倍、2.33倍。根据间作模式下棉花面积占比和棉花偏土地当量比，棉花在CCI、CBI、CPI间作模式中处于优势地位。【结论】从棉田经济效益考虑，4种间作模式的经济效益均高于单作棉花，其中，棉花-甘薯模式的经济效益最高，在生产中具有一定可行性；从棉花生长及产量方面考虑，棉花-菜豆模式的籽棉产量最高，其次为棉花-辣椒模式。

【目的】阐明田埂甘草（Glycyrrhiza uralensis）种植带对棉田多异瓢虫（Hippodamia variegata）种群发生与控害能力的影响，为合理利用甘草带促进棉田蚜虫生物防治提供理论基础。【方法】在新疆库尔勒采用田间种群系统调查法研究甘草带及对照棉田（无甘草带）和距甘草带不同距离（1 m、5 m、10 m、20 m）棉花上蚜虫和多异瓢虫的种群动态，通过罩笼评估法评价甘草带对棉田蚜虫种群相对增长倍数和多异瓢虫控蚜功能的影响。【结果】6月上中旬，田埂甘草带上高密度的棉黑蚜（Aphis atrata）能够保育大量的多异瓢虫，是邻近棉田多异瓢虫种群的重要源库。6月下旬至7月中旬，多异瓢虫在棉田大量发生；6月中旬至7月下旬，距甘草带1 m、5 m、10 m、20 m的棉田中多异瓢虫与蚜虫的益害比均不同程度地高于对照棉田，其中6月17日距甘草带1 m处棉田益害比最高为2.502 9。罩笼天敌隔离处理研究发现，罩笼后7 d和14 d罩笼组棉花上蚜虫种群相对增长倍数均显著高于对应的非罩笼组；罩笼后14 d，田埂有甘草带棉田多异瓢虫对棉蚜的控害指数显著高于无甘草带棉田。【结论】田埂甘草带能有效增加棉田多异瓢虫种群数量并提高益害比，对棉田多异瓢虫的控蚜功能具有重要的调控作用。

【目的】探究影响农杆菌介导棉花体细胞转化体系产生的再生植株育性的影响因素。【方法】从载体大小、目的基因大小、不同阶段组织培养时间等因素对6个载体的转基因再生植株当代（T₀）育性影响进行分析。【结果】不同载体/目的基因的转基因植株不育率呈现显著差异，但是转基因植株育性与载体大小、目的基因大小之间没有明显关系。进一步研究发现转基因再生植株不育率与胚性愈伤组织分化-植株再生的培养时间呈显著正相关，分化-植株再生培养时间少于110 d、110~130 d、130~150 d、150~170 d、超过170 d的植株不育率分别为19.6%、45.5%、63.8%、72.3%、94.5%；而与诱导愈伤组织形成-胚性愈伤组织分化的持续培养时间没有相关性。【结论】转基因棉花再生植株育性受到胚性愈伤组织持续培养时间的显著影响，缩短胚性愈伤组织到植株再生的培养时间能够提高转基因再生植株的育性。

【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】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】多倍化是植物进化及新物种形成的重要途径，利用染色体加倍之后基因的剂量效应及多倍体优势，培育出综合性状优良的草棉同源四倍体新种质，有效拓宽棉花种质资源。【方法】以草棉同源多倍体后代S₁和S₂为材料，利用流式细胞仪鉴定倍性，对同源四倍体进行形态学、细胞学和生理生化指标鉴定。【结果】倍性鉴定表明，5株S₁中有1株三倍体和4株四倍体，7株S₂中有1株非整倍体和6株四倍体。在植株形态、叶片性状、花的表型、气孔性状等方面，S₂较S₁更稳定。细胞学鉴定结果表明，S₂正常四分体（85.17%）和正常花粉粒（87.33%）的比例较S₁都有所提高，说明同源四倍体减数分裂逐渐趋于正常。S₂叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性以及丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和叶绿素的含量均高于S₁及其二倍体亲本。在结实率、种子大小和纤维长度方面，S₂优于S₁。【结论】通过染色体加倍成功合成了草棉同源四倍体新种质，S₂较S₁表现出更强的多倍体优势，且育性于S₂代趋于稳定。