棉花是我国重要的经济作物之一。选育优良的棉花品种是棉花生产的先决条件。在新疆优异生态环境下挖掘与棉花主要育种目标性状关联的优异等位变异及典型材料，对新疆及我国棉花育种意义重大。本项目以403份陆地棉品种资源为材料，通过多年多点对4个主要农艺性状（株高、始节高、始节位、果枝数）、6个产量相关性状（单株籽棉产量、衣分、单铃重、单株结铃数、子指、衣指）、5个纤维品质性状（纤维长度、纤维比强度、马克隆值、纤维整齐度、纤维伸长率）以及抗黄萎病性等16个表型性状的鉴定及SSR标记的基因型鉴定，分析了该批材料的遗传多样性，群体结构，连锁不平衡（LD）程度，在此基础上对16个表型性状进行了关联定位、优异等位变异及典型材料的挖掘研究，并得到如下结果：
　　1、403份陆地棉种质资源材料表型变异较为丰富，各性状的平均变异系数的变幅为1.51%~36.85%，最大的为抗黄萎病性状，最小的为纤维整齐度；广义遗传率变化范围在46.23%~91.99%之间，最大的为衣分，最小的为单株果枝数；性状的相关性分析表明，各性状间存在较为复杂的相关关系。
　　2、选取560对均匀分布在棉花26条染色体的SSR标记，共有201对在群体中产生多态，共检测到394个等位变异，每个标记的平均等位变异个数为1.96，变幅为1~4；平均遗传多样性指数为0.556，变幅为0.142~0.699；平均多态信息含量为0.483，变幅为0.132~0.677。
　　3、采用基于STRUCTURE软件的群体结构分析、基于Nie氏遗传距离的邻近距离法聚类分析以及PCA分析法等三种群体结构分析方法进行分析比较，可将403份材料分为两类，并以K=2对应的Q矩阵进行后续的关联分析；进一步的LD分析表明，染色体位点间不论共线性位点，还是非共线性位点间，均存在不同程度的连锁不平衡，在P<0.05情况下，有18.94%的位点组合显示显著的连锁不平衡。
　　4、利用三年两点六环境表型数据及最佳线性无偏预测（BLUP）后的育种值，基于MLM（Q+K）的混合线性模型，共检测到219个标记位点至少在BLUP值和2个环境中与主要农艺性状、产量性状及纤维品质等性状相关联。其中与主要农艺性状关联69个，产量性状关联80个，品质性状关联70个；利用两年两点三环境的抗黄萎病性鉴定，13个标记位点能够同时在两个以上环境中检测到；对显著性位点进行一因多效分析发现，有52个标记位点同时与两个及两个以上性状相关联；对发现的位点与前人研究比较发现，有26个位点与前人报道一致，其中与主要农艺性状相同的位点有4个，与产量性状相同的位点有9个，与品质性状相同的位点有12个，与抗黄萎病性相同的位点有1个，其余则为新发现的位点。这些标记位点可为棉花分子标记辅助选择育种提供标记来源。
　　5、通过SSR位点等位变异表型效应估算，结合育种目标，分析各等位变异位点对应的表型效应值及典型载体材料，挖掘得到73个优异等位变异及相应的典型材料98份。进一步研究发现有24份材料同时含有多个性状的优异等位变异，这些材料可做为棉花优良的骨干亲本用于杂交组配及多性状聚合育种应用。