病毒诱导的基因沉默（Virus-induced gene silencing,VIGS）是一种高通量的反向遗传学技术,相比于传统的遗传转化技术,VIGS技术因其操作方便、沉默效率高、应用成本低、高通量等优点,被越来越多地应用于不同物种基因功能的反向遗传学研究中。目前,VIGS在棉花中的应用主要是通过叶注射法（Leaf injection VIGS,Li-VIGS）进行,但Li-VIGS法无法研究棉花子叶期前的基因功能,如种子萌发早期基因的功能。因此,创制可用于棉花种子萌发早期基因功能研究的VIGS方法,将有助于研究棉花种子萌发早期基因的功能,解析种子萌发、出苗等早期事件的分子机制。基于此,本研究建立了一种利用种子吸胀法将烟草脆裂病毒（Tobacco rattle virus,TRV）侵染入植物种子的VIGS方法（Seed imbibition VIGS,Si-VIGS）,用于对陆地棉（Gossypium.hirsutum L.）种子萌发早期基因进行功能研究。通过对研究结果的分析,概括相关结果如下:1、Li-VIGS方法与Si-VIGS方法对比结果表明,Si-VIGS方法与Li-VIGS方法一样能够实现Gh CLA1、Gh PGF基因的沉默,使棉花出现白化、腺体消失表型,且对于地下部基因的沉默效率更高。同时,病毒匀浆侵染液的沉默效率优于农杆菌侵染液。2、构建VIGS文库并用Si-VIGS筛选出了陆地棉种子萌发相关基因Gh GOLS2。通过Si-VIGS法沉默该基因后,棉花种子的萌动受到抑制,表明Si-VIGS能够在种子萌发早期基因的沉默中起作用,该方法提前了TRV诱导植物响应沉默信号的时间。由于沉默表型均一、沉默效率高,可以将p TRV-Gh GOLS2作为Si-VIGS应用中的阳性对照。3、本研究对Si-VIGS中病毒匀浆的侵染浓度、病毒匀浆侵染时间等方面进行了优化,结果表明使用1:40浓度的病毒匀浆侵染2 d时沉默效率最高,且病毒匀浆能够保存至少2周。利用Si-VIGS侵染不同棉花品种（Z79、ZG5、Z9807、ZJ1910、Z50、Z7514）,均能实现目的基因的沉默。4、通过Si-VIGS法成功沉默了棉花中的陆地棉顶端弯钩形成基因Gh HLS1。沉默该基因后棉花幼苗的顶端弯钩率降低了80%,证明了Si-VIGS也可用于种子萌发后相关基因的功能研究。5、构建VIGS文库并用Si-VIGS筛选出了陆地棉根系发育相关基因Gh FER。通过Si-VIGS成功沉默Gh FER后发现,棉花幼苗下胚轴与根长的长度分别延长了1.5倍和1.8倍。这将Si-VIGS的沉默应用时间进一步延长并且证明Si-VIGS适用于棉花幼苗发育早期相关功能基因研究。通过Si-VIGS法接种萌发的小麦种子,成功沉默小麦幼苗中的Ta FER基因,沉默植株的芽长和根长分别是对照组植株的1.6倍和1.5倍。结果证明,Si-VIGS不仅适用于双子叶植物（棉花）的基因沉默,在单子叶植物（小麦）的根系生长基因功能研究中也能够发挥作用。综上所述,本研究建立了一套以棉花种子萌发早期功能基因评价为重点的Si-VIGS系统。该系统适用于不同棉花品种,并且在双子叶植物和单子叶植物中均可应用,拓宽了VIGS的适用范围,促进了棉花功能基因组学研究。另外,筛选得到的Gh GOLS2基因可以作为阳性对照,便于Si-VIGS的推广与应用。