陆地棉（Gossypium hirsutum L.）是一种起源于热带和亚热带地区的喜温作物,对低温较敏感。西北内陆棉区是我国最大棉区,为充分利用春季光热条件,北疆棉区普遍采用地膜植棉,以提前棉花有效播种期。但春季新疆强冷空气活动频繁,在棉花播种期及苗期易出现短暂0℃以下的低温天气,造成棉花的烂种、烂根、死苗和发育滞缓等伤害,导致缺苗、断垄、晚发,降低产量和品质。因而,筛选、培育苗期抗冻性较强的棉花品种对抵御冻害,保证棉花产量和纤维质量具有重要意义和价值。本研究主要包括以下三部分内容:一是对17份陆地棉材料进行抗冻性筛选和鉴定;二是对抗冻材料进行转录组测序分析,得到抗冻相关候选基因;三是对抗冻相关基因GhSZF2（GhD13G0160）进行克隆、亚细胞定位、病毒诱导基因沉默（VIGS）验证等试验。主要研究结果如下:1.棉苗于-3℃、-5℃、-7℃冻害胁迫处理6h,然后于28℃恢复生长3d,以棉苗存活率为筛选指标,对17份陆地棉材料于子叶期至第一真叶期进行初步抗冻性筛选。筛选得到2份抗冻材料（垦N27-3和石早2号）和2份不抗冻材料（新陆中14号和新陆早1 1号）,且以-7℃进行抗冻筛选鉴定较好,进一步通过相对电导率、半致死温度、抗氧化酶活性、生物量等生理指标,对这4份材料进行抗冻性鉴定,最终确定其抗冻性由强到弱的顺序依次为垦N27-3＞石早2号＞新陆中14号＞新陆早11号。2.对抗冻材料垦N27-3于子叶期至第一真叶期进行-7℃冻害胁迫处理0h、15min、30min、1h、3h和6h的转录组测序。通过组间差异分析发现差异表达基因（DEGs）在0～1h高度上调表达,且上调DEGs的数目多于下调DEGs,进而选择前4个时间点进行趋势分析。结果发现有546个DEGs共聚类为20个表达模式（Profile0～Profile19）,其中Profile17和Profile19两个表达模式中的DEGs均在冻害胁迫处理0～1h呈显著上调表达趋势（p-value＜0.05）。Profile17和Profile19的GO富集分析结果表明在生物学过程分类中,富集最为显著的是应激响应,其中包括大量转录因子,如ZAT、SZF、ERF、WRKY等,说明转录因子作为重要的调控元件,在早期响应冻害胁迫中起重要作用;在分子功能分类中,富集显著的是结合活性、酶活性,结合活性如核苷酸结合、DNA结合活性,酶活性如UDP-葡萄糖基转移酶、碳水化合物磷酸酶、烯酮还原酶、磷脂酰肌醇激酶活性,说明冻害胁迫也影响了酶活性。Profile17和Profile19的KEGG代谢通路富集分析结果表明富集显著的有内质网中的蛋白质加工、淀粉和蔗糖代谢、MAPK信号传导途径,其中包括E3泛素蛋白连接酶、α,α-海藻糖磷酸合酶、钙结合蛋白等。由于Profile19中的109个DEGs在0～1h期间表达量持续增加,对陆地棉苗期早期响应冻害胁迫可能较为重要,因此深入分析显著富集到的GO通路中所含上调DEGs,推测其中5个SZF2转录因子（Gh A06G1433、GhA10G2134、GhA13G0138、GhD06G1781、GhD13G0160）在陆地棉苗期早期抗冻中起重要作用,其中GhD13G0160经冻害胁迫处理1h的表达量与0h相比增加倍数最大,且在1h时的基因表达量最高,因此最终选定GhSZF2（GhD13G0160）作为候选基因进行后续功能验证试验。3.GhSZF2基因全长2025 bp,编码674个氨基酸,其编码蛋白无信号肽。亚细胞定位分析发现GhSZF2蛋白定位于细胞核。GhSZF2基因沉默后的棉苗对-7℃低温敏感。综上所述,通过多指标筛选鉴定得到抗冻品种垦N27-3,经转录组测序分析发现GhSZF2（Gh D13G0160）在冻害胁迫处理早期高度上调表达。GhSZF2基因沉默后的棉苗具有明显的叶片冻伤现象,表明GhSZF2正调控棉花的抗冻性。本研究为陆地棉品种改良提供了材料,且为培育抗冻品种奠定了理论基础。