【目的】本研究通过棉花对不同盐碱胁迫（NaCl、Na₂SO₄和NaHCO₃+Na₂CO₃）的离子组响应特征,探讨盐碱胁迫下棉花离子组和生理代谢的关系,阐明不同耐盐性棉花品种（基因型）Na⁺转运的分子机理,并初步从转录组学的角度揭示盐碱胁迫下棉花的离子稳态机制,为盐渍土壤棉花的离子调控和合理施肥提供理论依据,同时也为棉花耐盐品种选育提供参考依据。【方法】本研究包括种子发芽试验,盆栽试验和土柱试验三个部分。种子发芽试验于2015年进行,试验设置三种盐分类型,分别为:NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃+NaHCO₃,每种盐碱类型设置5个溶液浓度水平,并以蒸馏水处理为对照（CK）。棉花品种共6个:新陆早45、新陆早61、鲁棉研24、鲁棉研28、中棉所73、中棉所92（分别用X61、X45、L24、L28、Z73和Z92表示）。每个处理重复4次。发芽试验主要探讨盐碱胁迫对种子萌发的影响。盆栽试验于2016年进行,供试棉花品种和盐分类型同发芽试验。NaCl胁迫处理的土壤添加盐量（占干土重）设5个水平:0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%;Na₂SO₄为:0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%;碱性盐（Na₂CO₃+NaHCO₃）胁迫处理的土壤溶液pH分别为:7.8、8.5、8.7、9.0、9.5（相应的土壤添加盐量分别为（Na₂CO₃:NaHCO₃=1:1）:0、0.10%,0.15%,0.20%,0.25%）;每个处理重复3次。主要探讨不同盐碱胁迫对棉花生长和生理的影响,比较不同棉花品种对3种类型盐碱的耐盐特性的差异,在此基础上筛选出耐盐特性和生理机制存在明显差异的棉花品种（基因型）,为后续研究奠定基础。土柱试验于2017年进行,供试棉花品种2个:耐盐型和盐敏感型;盐分类型为:NaCl、Na₂SO₄和Na₂CO₃+NaHCO₃。土壤盐（碱）度设置3个水平:非盐渍土壤、轻度盐（碱）、中度盐（碱）。每个处理重复6次。主要研究不同盐碱胁迫下棉花植株体内盐分养分变化情况,探索元素-元素、元素-耐盐生理之间的关系,揭示不同盐碱胁迫下棉花离子组响应特征。并结合转录组学的手段探明棉花应对不同盐碱胁迫的离子平衡机制。【结果】（1）在盐碱胁迫下,6个品种棉花的发芽系数、日均发芽率、相对发芽指数、相对发芽势和相对发芽率均随盐碱胁迫浓度的増大呈降低趋势。中性盐胁迫下,相同盐分浓度的Na₂SO₄处理对种子发芽的胁迫比NaCl更严重。在Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫下,当pH=10.47时种子不再萌发。隶属函数分析表明NaCl和Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫下优势品种为L24;Na₂SO₄胁迫下优势品种为Z92,排位第二的品种为L24;NaCl胁迫下Z73受抑制作用最大;Na₂SO₄和Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫下X61受抑制作用最大。（2）随着盐碱浓度增加,6个品种棉花的出苗率、株高和生物量总体呈下降趋势,从棉花品种来看,L24出苗率、株高和相对生物量最高,X45最低。棉花叶片的叶绿素含量随NaCl和Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫程度的增加而降低,但是低浓度Na₂SO₄胁迫会增加叶绿素的含量;REC和MDA均随盐碱胁迫程度的增加而增加,REC增加的幅度表现为:NaCl>Na₂SO₄>Na₂CO₃+NaHCO₃,MDA增加的幅度表现为:Na₂CO₃+NaHCO₃>Na₂SO₄>NaCl。因此Na₂SO₄和NaCl主要以渗透胁迫为主,Na₂CO₃+NaHCO₃以氧化胁迫为主。SOD活性随NaCl和Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫程度的增加而增加,但是随Na₂SO₄胁迫程度的增加呈现先增加后降低的趋势。盐碱胁迫增加棉花叶片Pro含量,但是在高浓度NaCl胁迫下,Pro含量低于对照。棉花叶片GB含量随盐碱胁迫程度的增加呈先增加后降低的趋势。从品种上看,L24的SOD、POD、CAT活性和Pro含量最高,通过对棉花苗期耐盐碱胁迫能力综合评价得出:L24对盐碱胁迫的耐性较好,为耐盐品种;X45受盐碱抑制作用最强,为盐敏感品种。（3）盐胁迫和碱胁迫对棉花生长的抑制在地上和地下部表现不同,中性盐胁迫（NaCl和Na₂SO₄）在低浓度以抑制地上部生长为主,高浓度胁迫对地上部和根系生长的抑制均显著。但是碱胁迫无论低浓度还是高浓度均会抑制棉花地下部和地上部的生长。说明棉花根系生长对碱胁迫更敏感。盐碱胁迫下,棉花根茎叶中的Na离子浓度均显著提高。NaCl胁迫降低棉花根中K,Cu,B和Mo的含量,叶中Mg和S的含量;Na₂SO₄胁迫降低根中K,Ca,Cu,B和Mo的含量和叶中Ca的含量;碱（Na₂CO₃+NaHCO₃）胁迫降低根K,Ca,S,Cu,B和Mo的含量和叶中Ca,Mg,S和Mo的含量;与中性盐胁迫相比,碱胁迫更多的抑制棉花对元素的吸收及转运,而盐胁迫只减少个别元素在棉株体内的含量,主要影响元素的分布、转运及平衡。Na₂SO₄(由于SO₄^2-的大量存在)和碱胁迫均会导致棉花整株Ca元素的缺乏。综合三种盐胁迫对比两个品种,耐盐品种L24会在根系维持较高的K含量,但是会将Na向地上部转运并储存在叶片中,此外L24会将大部分元素转运到地上部,具有更强的矿质元素转运能力。相较于X45而言,NaCl胁迫下L24会在叶片中积累更多的Cu,Mo,Si,P和B;Na₂SO₄胁迫下L24会在叶片中积累更多的B,Cu,P和Zn;碱胁迫下L24会在叶片中积累更多的Cu,Fe,B,Zn和Si。（4）棉花叶片中Na⁺调控相关的基因（GhSOS1、GhNHX1、GhHKT和GhAKT1）在中性盐胁迫中的表达量要大于碱胁迫（除了L24中GhAKT表达量外）;但在根中,GhSOS1和GhNHX1这两个基因的表达量在盐和碱中的差异不大,GhHKT和GhAKT1的表达量和叶中一样在盐胁迫中略高于碱胁迫。两个中性盐胁迫下Na⁺调控相关基因的表达相似;比较两个品种,L24的Na⁺区隔化能力高于X45,X45的Na⁺外排能力高于L24。（5）对耐盐型（L24）和盐敏感型（X45）棉花品种的叶片进行转录组测序,共获得36.12Gb的纯净数据,各样品的纯净数据均达到6.02 Gb,Q30碱基百分比在85.00%及以上。比对效率从76.19%到83.11%不等。对不同盐碱胁迫下差异基因分析得出:NaCl胁迫下X45和L24分别共有807（303-up/504-down）和382条（197-up/185-down）基因差异表达;碱性盐胁迫下X45与L24分别共有773（229-up/544-down）和194（99-up/95-down）条基因差异表达。选择18个差异表达基因进行了实时定量PCR（qRT-PCR）分析,结果与转录组（Illumina）测序结果趋势一致,表明转录组测序结果可靠。Go富集分析结果显示两个品种对盐碱胁迫的响应完全不同,主要区别体现在转运活性上。无论在盐胁迫还是碱胁迫中,大部分与离子转运相关的基因（ABC转运蛋白,Eam-like转运蛋白家族,POT家族等）在L24中均为上调表达,而在X45中则下调或不表达,并且这些基因在盐胁迫的上调幅度要大于碱胁迫。说明L24比X45的离子转运能力更强,碱胁迫比盐胁迫更能影响离子的运输功能。【结论】盐碱胁迫降低棉花的发芽率、出苗率、株高和生物量。中性盐胁迫（NaCl和Na₂SO₄）在低浓度时主要抑制棉花地上部生长,对根系影响不大,只有高浓度胁迫才会对根系产生抑制;但是碱胁迫无论低浓度还是高浓度均会抑制棉花地下部和地上部的生长。对棉花来说,中性盐胁迫（Na₂SO₄和NaCl）主要产生的危害是渗透胁迫,碱性盐胁迫（Na₂CO₃+NaHCO₃）主要产生的是氧化胁迫。与中性盐胁迫相比,碱胁迫更多的抑制棉花对元素的吸收及转运,而盐胁迫只降低棉花各组织中少量元素的含量,更多的影响元素的分布、转运及平衡。不同品种的棉花有不同的耐盐方式,耐盐型品种L24的Na⁺区隔化能力高于盐敏感品种X45,但X45的Na⁺外排能力强于L24。无论面对中性盐胁迫还是碱胁迫,棉花都以尽量维持叶片中离子稳态为主要耐盐机制,通过将Na⁺区隔化在液泡中,以及向地上部转运更多的矿质元素来实现。