棉花是世界上最重要的纺织资源材料,而优异的纤维品质一直以来都是棉纺工业的重要需求,同时也是育种工作者育种改良和遗传研究的重要目标。长期以来,由于对棉花目标性状的针对性选择,导致现今作为主要棉花栽培种的陆地棉（Gossypium hirsutum）遗传基础狭窄,因此,引入新颖的遗传资源已成为扩充陆地棉遗传多样性的重要手段。作为异源四倍体野生棉之一的黄褐棉（Gossypium mustelinum）与陆地棉遗传距离较远,有利于与陆地棉进行杂交繁育,同时也具有某些陆地棉所不具备的优异品质;若能将这些相关基因导入到陆地棉中,必然可以对陆地棉品种改良做出贡献。本实验室前期利用陆地棉材料PD94042为轮回亲本和黄褐棉进行高世代回交,培育出包含65个家系的渗入系群体,初步定位了纤维品质数量性状基因座（Quantitative trait locus,QTL）;选择纤维品质综合表现突出的渗入系IL9及其陆地棉亲本PD94042开花后17和21天（days post anthesis,dpa）的棉纤维,开展转录组分析,鉴定了差异表达基因。本研究利用IL9和PD94042杂交并自交构建得到包含1244个单株的F2群体,对该群体的表型数据进行鉴定和筛选,得到纤维强度最强、纤维强度最弱、纤维长度最长和纤维长度最短的四个DNA混池,以及2个亲本混池,每个混池各30株,利用极端性状混池重测序方法（bulked segregation analysis based on genome re-sequencing,BSA-seq）进行遗传关联性分析。随机选择F2群体中的285个单株,进行分子标记实验以及纤维品质性状的表型鉴定,开展纤维品质性状QTL的验证。种植PD94042以及IL9,提取开花后17和21天后的棉纤维RNA,一部分用于开展链特异性转录组分析,剩余RNA用于后续RT-q PCR表达验证实验。通过F2次级群体的QTL定位,我们一共定位到了43个和棉花纤维品质性状相关的数量性状位点。与前期基于黄褐棉染色体片段渗入系QTL结果比对,我们验证了两个QTL,分别是位于3号染色体上的控制棉花纤维长度的q UHM-3-1以及位于23号染色体上的控制棉花纤维强度的q STR-23-1。随后根据转录组差异表达基因和BSA-seq结果,我们进一步鉴定了QTL区间内的纤维品质候选基因。利用BSA-seq和RNA-seq分析方法,我们也相应鉴定出控制不同纤维品质性状的候选基因区域或候选基因,随后通过与QTL定位结果的比对,我们完成了对目标区域更为细致的定位以及候选基因的鉴定。在BSA-seq和QTL-mapping的联合分析中,通过SNP-Index联合分析和ED联合分析算法,我们一共发现了26个控制纤维长度或纤维强度性状的目的基因。根据QTL-mapping和RNA-seq结果,我们一共定位到10个控制纤维长度或纤维强度的候选基因。此外,通过QTL-mapping、BSA-seq及链特异性转录组的联合分析,我们在23号染色体上定位到了一个控制纤维强度的候选基因Gm PEL-23.1。根据候选基因结果开展了两个基因家族的全基因组分析,分别是陆地棉中HD-ZIP-N基因家族和MYB/SANT蛋白转录因子基因家族。在对目的基因的表达验证实验方面,我们对37个纤维品质候选基因开展了RT-q PCR验证实验,取IL9和陆地棉亲本PD94042开花后17天和21天的棉纤维作为实验材料,以明确目的基因在亲本和渗入系棉纤维中的表达情况。根据表达验证实验结果,在37个纤维品质候选基因中,存在17个候选基因表现出差异表达情况。相比同时期的陆地棉纤维,黄褐棉渗入系纤维中有12个基因存在表达量上调的情况,另外5个基因的表达量下调。此外,Cot AD＿19764,Cot AD＿70096,Cot AD＿36024以及Gm PEL-23.1在RNA-seq/链特异性转录组分析中也存在差异表达的情况,且上下调关系与本次表达验证的上下调关系一致。本研究通过综合利用QTL定位、转录组分析和BSA-seq分析,结合四倍体陆地棉全基因组序列信息,发掘了黄褐棉纤维品质QTL的候选基因,为通过分子育种改良陆地棉纤维品质提供了基因资源。