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棉花不但是主要的纤维作物之一,而且是仅次于大豆的重要油料和蛋白质资源。棉花生产的稳定与否,直接关系到整个农业生产、农民收入和棉纺工业的发展,需要对棉花品种进行不断的改良和创新,培育出更多高产、优质、抗逆的棉花新品种,满足市场的需求。棉花组织培养是棉花育种研究中十分有效的手段,可以加速育种进程,提高育种效率,创造新的品种和类型,并可为现代分子育种和基因工程研究提供实验平台。棉花体细胞培养工作起步较晚,而且是被公认的难于进行体细胞植株再生和体外遗传操作的作物之一。本研究在前人工作的基础上进行了棉花体细胞培养、陆地棉原生质体培养及栽培棉种和野生棉种间的原生质体融合等研究,主要结果如下:1、通过对棉花体细胞培养过程中愈伤组织诱导、体细胞胚胎发生、植株再生和再生植株的移栽等技术体系的系统研究,成功获得陆地棉和多个野生棉种的大量胚状体和再生植株优化和完善了棉花体细胞培养体系。研究结果表明,以下胚轴为外植体,用0.1 mg L-1KT+0.1 mg L-12,4-D的激素组合诱导产生的愈伤组织较松脆鲜艳,分化潜力高,但不利于胚胎的发生。胚性愈伤组织的增殖使用0.2 mg L-1KT+0.5 mg L-1IBA的激素组合。在培养基中添加0.3 mg L-1MgSO4+0.3 mgL-1AgNO3能够增加胚胎发生频率,而培养基MSB5+0.1 mg L-1KT+0.5 mg L-1NAA+2%活性碳+8%琼脂粉就可以使植株正常生长。此外,棉花体细胞培养过程中的碳源种类对于培养效果具有重要的作用,在愈伤组织诱导培养时宜用葡萄糖作碳源,而在胚性愈伤组织诱导和胚状体萌发过程中则改用麦芽糖。该培养体系具有一定的广泛适应性,再生周期较短,陆地棉从外植体愈伤组织的诱导到再生植株约需210 d,从胚性愈伤组织到再生植株仅需90 d。2、以陆地棉品种珂字棉312和ZDM-3的胚性细胞悬浮系为材料,系统地研究原生质体分离、纯化、培养和植株再生的各个影响因素,成功获得了珂字棉312和ZDM-3原生质培养的再生植株,并进行了克劳茨基棉和澳洲棉的原生质体培养,获得了大量体细胞胚胎,初步建立了棉花原生质体培养体系。研究结果表明,纤维素酶3.0%（w/v）和离析酶1.0%（w/v）,或者3.0%（w/v）纤维素酶,1.5%（w/v）果胶酶和0.5%（w/v）半纤维素酶的酶液组合酶解20～23h得到的原生质体产量和活力都较理想,适合于原生质体培养。原生质体用培养基KM8P+0.1 mg L-12,4-D+0.2 mg L-1KT+1.5%（w/v）葡萄糖+1.5%（w/v）麦芽糖+9.0%（w/v）甘露醇进行液体浅层培养。此外,以麦芽糖为糖源诱导的体细胞胚胎,其畸形率低、正常植株的获得率高。再生植株经过嫁接移栽,成活率达95%以上。该原生质体培养体系具有较高的愈伤组织形成率、体细胞胚胎发生能力和移栽成活率的特点,RAPD检测结果表明,原生质体再生植株与亲本植株间无明显的差异谱带,即获得的再生植株遗传具有稳定性。3、通过陆地棉与野生棉种间的原生质体融合,成功获得了ZDM-3和克劳茨基棉,珂字棉201和三裂棉及珂字棉201和澳洲棉的三个组合的体细胞杂种植株。体细胞杂种植株形态上介于融合亲本之间,偏向于野生棉亲本,盆栽当年能开花但未结铃。RAPD和SSR分子标记分析表明,体细胞杂种植株的谱带皆具双亲的特异谱带;细胞流式仪检测结果表明,体细胞杂种植株的核DNA的总量基本上是两亲本核DNA的总和;细胞遗传学研究结果表明,杂种的染色体数量为双亲之和。说明获得的原生质体融合再生植株为真正的体细胞杂种,可用于育种实践。