棉花是世界上重要的经济作物、纤维作物、油料作物,棉花许多优良的农艺性状都是通过转基因获得,许多植物分子育种依赖于植物组织培养,然而有些棉花品种由于受到基因型的限制,难以通过植物组织培养得到再生棉花,只有个别棉花品种可以。因而,如何提高棉花转基因效率就显得尤为重要,棉花体细胞胚胎发生主要经历4个过程:愈伤诱导阶段,胚性愈伤诱导阶段,体细胞胚诱导阶段和再生苗阶段。前期棉花体胚发生时愈伤的质量与再分化和体胚的形成关系密切,WOX11/12基因激活WOX5和LBD基因从而促进具有根原基属性的PSCs的形成;在环境方面主要设置不同红蓝配比为B﹕R=1﹕1、B﹕R=3﹕1、B﹕R=1﹕3和DL的光质组合,探索其对棉花体细胞胚胎发生4个阶段的影响,本研究分别从环境和基因两个方面研究其对棉花体细胞胚胎发生的影响。主要研究结果如下:1.生长素的非对称分布激活Gh WOX11和Gh WOX12的差异表达根据棉花下胚轴愈伤起始的表型,选择愈伤诱导0 h,24 h,48 h,60 h,72 h,136h下胚轴进行转录组测序和不同处理后内源生长素含量的测定以及表达量的检测。结果发现生长素的非对称分布引起了Gh WOX11和Gh WOX12的差异表达,从而促进愈伤的形成。2.Gh WOX11和Gh WOX12同时调节愈伤组织和不定根的形成在不添加外源生长素的情况下,构建过表达载体转化7天苗龄大小的棉花下胚轴,90天后,在过表达35S::Gh WOX11＿Dt和35S::Gh WOX12＿Dt载体中,我们发现每个下胚轴切段外植体平均可形成3个不定根,而空载体中每个下胚轴外植体平均只能形成一个不定根。过表达35S::Gh WOX11＿Dt和35S::Gh WOX12＿Dt形成的不定根数量与Mock相比差异显著。3.过表达基因Gh WOX11和Gh WOX12显著促进陆地棉愈伤组织的形成分别用构建好的35S::Gh WOX12＿Dt和35S::Gh WOX11＿Dt载体以及空载体Mock转化CCRI24棉花下胚轴,通过对棉花体细胞胚胎发生愈伤阶段和胚性愈伤阶段的35S::Gh WOX12＿Dt和35S::Gh WOX11＿Dt和Mock载体转化体的观察分析和统计,我们发现整体上过表达基因Gh WOX11和Gh WOX12显著促进陆地棉体细胞胚胎发生脱分化和再分化过程。4.嵌合的Gh WOX11和Gh WOX12抑制子抑制胚性愈伤组织的形成将Gh WOX11和Gh WOX12基因与一个抑制结构域SRDX融合形成一个嵌合的Gh WOX11和Gh WOX12抑制子并转化棉花下胚轴,发现整体上嵌合基因Gh WOX11和Gh WOX12抑制子显著抑制陆地棉体细胞胚胎发生脱分化和再分化过程,基因Gh WOX11和Gh WOX12通过影响脱分化愈伤的质量,进而调控再分化成胚性愈伤组织,使细胞命运发生极大的转变。5.红蓝配比为B﹕R=1﹕3的光质组合在整体上能促进棉花体细胞胚胎的发生与B﹕R=1﹕3和DL光质组合相比,B﹕R=1﹕1和B﹕R=3﹕1的光质组合均显著促进了愈伤的增殖率,但抑制体细胞胚长出下胚轴;与B﹕R=1﹕1和B﹕R=3﹕1相比,B﹕R=1﹕3和DL光质组合均促进胚性愈伤分化和诱导体细胞胚的产生,在诱导下胚轴生根方面,B﹕R=1﹕1组合生根率明显高于其他3种处理;B﹕R=1﹕3和B﹕R=1﹕1处理后下胚轴成苗数、植株高度和叶绿素浓度明显高于B﹕R=3﹕1和DL光质组合,B﹕R=1﹕3的促进效果最明显。