中国是棉花生产和消费大国,棉花产业对我国国民经济发展具有举足轻重的作用。近年来由于劳动力成本的持续上升,生产上对棉花生产机械化提出了迫切要求,因此在高密度种植条件下的机采棉品种对通风透光及高光合效率等方面都提高了要求。叶片不仅是棉花最重要的光合器官,其形态也是影响棉花冠层结构的重要因素,目前推广的陆地棉品种叶形多为常态叶,高密度种植条件下冠层易郁弊,影响产量和品质。亚鸡脚叶形叶裂较深,在陆地棉冠层结构改良方面具有重要价值。本论文研究了陆地棉亚鸡脚叶种质光合生理特性、冠层结构、产量、纤维品质等性状及鸡脚叶种质对耐旱胁迫的响应,开展了亚鸡脚叶基因精细定位及其等位基因功能分析,并开发了特异分子标记。研究结果如下:1.亚鸡脚叶种质叶裂较深,叶面积系数适中,可优化陆地棉冠层结构。与常态叶相比,亚鸡脚叶通过显著增加叶裂深度,减小叶裂片宽度和叶面积系数来改善冠层结构。通过对冠层叶面积系数和透光率的测量发现,亚鸡脚叶叶面积系数稍低于常态叶,而透光率高于常态叶。同时发现鸡脚叶虽然叶裂更深、叶裂片宽度更小、冠层透光率更好,但是其叶面积系数小,不利于提高生物量和产量。2.亚鸡脚叶种质具有较高的净光合速率和较低的叶绿素含量,可改善陆地棉的光合生理特性,有利于提高产量。在鲁棉研22号和鲁棉研28号两种遗传背景下,亚鸡脚叶种质的净光合速率高于常态叶和鸡脚叶,叶绿素含量略低于常态叶和鸡脚叶。3.亚鸡脚叶种质干物质积累量高,对棉花产量提高具有正向效应,同时对纤维品质无明显影响。在76 cm等行距、约75000株/公顷的种植模式下,鲁棉研22号和鲁棉研28号两种遗传背景的亚鸡脚叶种质的最终干物质积累量比常态叶材料分别增加了4.3%和33.4%;籽棉产量分别增加了7.69%和9.29%;通过对主要纤维品质指标的测量发现,亚鸡脚叶种质的部分纤维品质指标与常态叶材料相比略有改善,但无显著差异。4.亚鸡脚叶种质的耐旱能力优于常态叶种质。在15%PEG胁迫下,亚鸡脚叶和常态叶材料的差异最明显,亚鸡脚叶材料的蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、净光合速率（Pn）、细胞间隙二氧化碳浓度（Ci）、叶绿素含量及Fv/Fm在胁迫及复水后均优于常态叶材料;亚鸡脚叶材料的SOD、POD、CAT及APX抗氧化酶活性及调节渗透物质含量（可溶性糖和脯氨酸）在胁迫过程中均高于常态叶材料,表现出更好的耐旱性。5.将亚鸡脚叶基因定位在棉花15号染色体上,并发现该基因与其等位基因调控叶形发育具有明显的剂量效应。通过基因精细定位发现本研究材料中的亚鸡脚叶基因定位在棉花15号染色体上;利用VIGS对该基因及其复等位基因的功能进行分析,发现4个复等位基因的表达量均显著下调,超鸡脚叶、鸡脚叶和亚鸡脚叶主裂深度比均显著减小,叶片表型分别变为鸡脚叶、亚鸡脚叶和常态叶,表现出明显的剂量效应。6.根据亚鸡脚叶基因启动子中的多态性位点设计了区分亚鸡脚叶基因及其等位基因的特异分子标记。从4个复等位基因的启动子区域共鉴定出26个多态位点,基于1个In Del和4个SNP位点设计了区别等位基因的特异分子标记,其中CAPS＿689是亚鸡脚叶基因特异分子标记,d CAPS＿519、d CAPS＿192和CAPS＿166分别是超鸡脚叶、鸡脚叶和常态叶基因特异分子标记,利用上述分子标记实现了不同叶形种质的分子标记辅助选择鉴定。本研究发现,亚鸡脚叶种质是一种同时具备株型高光效和功能高光效的耐旱种质资源,相对较深的叶裂、较窄的叶裂片可优化陆地棉的冠层结构,改善中下部冠层的透光性;适宜的叶面积系数和较高的净光合速率保证了其干物质的合成能力,为增产奠定了基础;同时还表现出对干旱胁迫具有较好的适应能力。通过基因功能分析发现,亚鸡脚叶基因及其等位基因对叶形的调控具有明显的剂量效应,启动子区域的差异可能是调控的关键。本研究结果为亚鸡脚叶种质在黄河流域机采棉遗传改良和棉花耐旱新品种选育中的应用提供了理论支撑,同时也为研究亚鸡脚叶种质的高光效和耐旱性的分子机理奠定了基础,具有较好的应用和理论价值。