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陆地棉是世界上最主要的棉花栽培种。由棉花胚珠外珠被表皮层发育而来的棉纤维,是世界上最重要的纺织原料之一,具有很重要的经济价值。目前为止,发现了两种在纤维伸长发育阶段纤维极端缩短类型的突变体,其控制极短纤维表型的基因分别被命名为Li1、Li2。相应的这两类突变体被简称为Li1、Li2(突变体)。Li1突变体自交时由于存在显性纯合致死现象,仅分离出杂合的Li1突变体和正常纤维野生型植株(简称为li1)。探明极短纤维形成的分子机制,不仅能使我们更深入地了解棉纤维的伸长发育机制,而且能帮助我们通过分子设计改善棉纤维的产量与品质。本文从遗传及分子机理等多个方面研究了极短纤维基因Li1、Li2与纤维伸长发育的关系。主要研究结果如下。本研究利用突变体Li1组配的两个海陆杂交BC1群体：海7124x(Lilx海7124)(卷叶,lil×(Lil×海7124)(卷叶),对Lil基因进行了精细定位。在第一个BC1群体海7124x(Li1×海7124)(卷叶)中,Li1基因最终被定位在了标记G39与G50之间,距离G39约0.595cM,距离G50约0.445cM。在第二个BC1群体1i1×(Lil×海7124)(卷叶),中,Lil基因最终被定位在标记G57与G49之间,距离G57约0.185cM,距离G49约0.239cM。由于两个BC1群体所用分子标记相同,且有共同的亲本突变体Lil,故将两次精细定位的结果进行了整合作图。结果将Lil基因重新定位在了标记G49与G50之间,距G49约0.173cM,距G50约0.180cM。这一结果为Li1基因下一步的图位克隆工作奠定了坚实的基础。利用突变体Li2组配的两个杂交群体：(Li2×海7124) F2、(Li2×sub18) F2,对Li2基因进行了精细定位。在第一个群体(Li2×海7124)F2中,Li2基因最终被定位在染色体端部,距离Li2基因最近的标记为Z08,距离约为6.051cM。在第二个群体(Li2×sub18)F2中,Li2基因仍被定位在染色体端部,距离Li2基因最近的标记为Z08,距离约为9.266cM。分别以突变体Li1与li1、Li2与sub18的胚珠为实验材料,两两配对,进行竞争性芯片杂交(杂交芯片以下简称Lil芯片和Li2芯片)。在Li1、Li2芯片中分别得到589个、437个差异表达的基因。其中,在Li1、Li2芯片中共有的差异表达的EST只有6个；其余的EST在Lil与Li2芯片之间上、下调表达均不同步。对Li1、Li2芯片中差异表达的基因各自进行分类,发现无论是在分子功能、生物过程,还是在细胞组分上,Li1与Li2芯片都颇为不同；说明突变体Li1、Li2极短纤维形成的分子机制可能各不相同。另外,在Li1芯片中发现13个与氧化酶、过氧化物酶相关的差异表达基因；26个上调表达的且与转录因子相关的差异表达基因。这些差异表达基因可能与突变体Li1极短纤维的形成密切相关。利用近三年由突变体Li1配制的F2、BC1群体,验证了突变体Li1显性纯合致死现象。本实验室在研究Li1基因与无绒无絮突变体的相互作用时,首次发掘了一个新的Li1突变体。此突变体(简称为Li-R重组体)在Li1基因纯合时不致死。本研究利用Li-R重组体组配的3个群体,(Li-RxTM-1)F2、(Li-Rx海7124)F2. (Li-RxLi1) F2,对Li-R重组体进行遗传分析。找到了控制Li-R重组体的显性纯合不致死表型的2对基因：显性基因Li1及隐性基因lia。其中的lia基因来自于XZ142 FLM,是本实验室新提出的一个基因。因此,Li-R重组体显性纯合不致死表型的基因型就是lialiaLi1Li1;而Li1基因纯合时致死的突变体的基因型就是LiaHaLi1Li1。利用(Li-RxTM-1) F2:3进一步进行了Li-R中的新基因lia的等位性分析,结果发现lia与控制纤维有无的基因li3及n2均不等位。