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棉花是一种重要的经济作物,在全球被广泛种植,其产量与质量对国民经济发展有着举足轻重的作用。传统的杂交育种技术由于种间隔离,制约了优良品种的培育。而现代植物基因工程的迅猛发展,打破了物种间的生殖隔离,可定向改变生物遗传性状,弥补了常规育种的不足。本论文研究优化了农杆菌介导的棉花遗传转化技术,并对抗除草剂、抗逆转基因棉花的培育进行了研究。结果如下:1.利用农杆菌介导转化方法,成功的建立了以下胚轴为外植体的棉花遗传转化体系,获得了陆地棉R15的高频再生体系,从而建立了以胚性愈伤为受体材料的遗传转化体系并获得了大量再生植株。2.对36个菌株进行转化,包括10个抗逆相关基因、1个抗除草剂基因、16个抗虫相关基因、5个抗病相关基因、4个其他基因,获得了大量的转基因棉花材料。转化效率在不同菌株间差异较大,最低为7.37%,最高可达75%。3.G10eve基因是我国具有完全自主知识产权的高抗草甘膦基因,通过农杆菌遗传转化体系,将该基因转入C312,转化效率高达49.3%。通过PCR、qRT-PCR、southern杂交实验分析表明,确定G10eve基因已经整合到棉花基因组中,但在不同转基因株系间G10eve基因相对表达量和拷贝数存在差异。4.对获得的抗草甘膦转基因棉花进行室内和大田抗性分析实验。结果表明:转基因L91株系具有高抗草甘膦特性,在不同世代繁殖过程中,外源基因和草甘膦抗性遗传基本稳定。大田实验表明,转基因L91株系在幼苗期和花期均可耐受20 mL·L-1草甘膦,其抗性水平和孟山都的抗性材料基本一致,达到了田间草甘膦喷施要求。5.基于实验室前期研究成果,将沙冬青AmCBF1基因转入进陆地棉R15中,转化效率为22.45%,获得了 3个转基因纯合株系。经过PCR、qRT-PCR,southern杂交等分子生物学研究,证明AmCBF1基因已经成功整合到棉花基因组中,且能够转录表达。利用Tail PCR技术,已经获得部分侧翼序列的信息,并定位到相应的染色体上。对其进行低温和干旱处理,结果表明转基因株系均显著提高了抗冷、耐旱能力。综上所述,本论文研究所建立和优化的规模化农杆菌介导的棉花遗传转化体系,可快速批量获得转基因棉花;利用所获得的转化G10eve、转化AmCBF1的转基因棉花,分别提高了棉花对草甘膦以及逆境因子的抗性,创制了一批培育棉花新品种所需的种质资源。