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目的:棉花具有“无限生长”的特性,生产上常因不良气候或水肥管理不当导致棉花的营养生长和生殖生长不协调,造成弱苗迟发、徒长、贪青晩熟、吐絮不集中等,对高产稳产十分不利。缩节胺（Mepiquat chloride,DPC）可以协调棉花营养生长与生殖生长,促进养分适时运输至生殖器官,是实现棉花优质、高产、高效的有效措施之一。在众多植物生长调节剂中,DPC因其在棉花体内低残留、低毒、见效快和使用成本低等优势已经成为使用最广泛的棉田化控用药。生产实践证明,合理使用DPC具有明显的增产效应,西北内陆棉区增产15%左右,内地棉田一般增产8%～10%。本研究拟以DPC敏感棉花品系石大1068（SD1068）和DPC迟钝棉花品种新陆早74号（XLZ74）为材料,通过整合混池全基因组测序和转录组测序对DPC敏感性相关基因进行快速定位,对定位区段的候选基因进行功能注释,查找DPC敏感性相关基因及其他响应DPC化控的关键基因;对候选基因进行VIGS和基因编辑（CRISPR-Cas9）功能验证并解析候选基因的功能。研究结果将为DPC调控棉花生长的分子机制提供理论依据。方法:（1）前期研究中,根据田间农艺性状的表型,初步筛选出9个陆地棉材料,采用不同浓度DPC（40mg/L、80mg/L、120mg/L）喷施棉花,根据株高抑制程度,筛选最合适的处理浓度。（2）对陆地棉品种资源进行DPC敏感性田间鉴定,参考石治鹏（2015）划分标准,筛选陆地棉对DPC敏感和迟钝的品种。（3）对DPC敏感和迟钝品种开展DPC处理前后光合生理指标、内源激素含量、幼茎横切面细胞形态研究,明确DPC对上述指标的影响。（4）对DPC敏感和迟钝亲本DPC处理前后的主茎节间组织进行转录组测序（RNA-Seq）分析,筛选DPC响应相关基因。（5）利用混池全基因组测序对DPC敏感性相关位点进行快速定位,对定位区段的候选基因进行功能注释,结合转录组测序结果筛选DPC敏感相关基因,并采用实时荧光定量PCR技术（q RT-PCR）对其表达量进行检测。（6）对候选基因Gh TCP12（GH＿D12G1898）和Gh GA20ox1B（GH＿D09G0053）构建棉花基因沉默（VIGS）载体和基因编辑载体（CRISPR-Cas9）,检测沉默植株对DPC的敏感性变化,利用靶位点测序技术对基因编辑类型进行检测。结果和结论:（1）田间栽培试验中,9个陆地棉材料对DPC的敏感性差异较大,3个处理浓度对棉花株高均有抑制作用,且随着浓度升高,抑制程度逐渐加重。40mg/L DPC处理是最适合陆地棉敏感性鉴定,其次是80mg/L,DPC浓度为120mg/L时抑制程度较重,DPC敏感和迟钝材料的株高均被显著抑制;根据DPC对株高的抑制程度,对DPC敏感性进行等级划分,最终确定DPC迟钝材料为XLZ74,DPC敏感材料为SD1068。（2）与清水处理相比,DPC处理后,陆地棉叶绿素含量在所有处理中均显著升高（P＜0.05）,SPAD值增幅达到7.11%-38.62%;DPC处理后,大多数处理的光合速率（Pn）,蒸腾速率（Tr）,气孔导度（Gs）,胞间CO2浓度（Ci）不同程度升高。（3）转录组测序结果表明,与XLZ74相比,SD1068中赤霉素降解基因（GA2ox）在DPC处理3天和6天上调表达,而GA合成基因（GA20ox,GA3ox）富集到的数量较少,与激素检测结果GA4含量下降一致;大量的生长素负调节基因（AUX/IAA）在DPC处理6天上调表达,驱动生长素合成基因（ARF）的下调表达,生长素下游基因（GH3）也下调表达,激素检测结果也发现IAA含量降低;虽然CTK降解相关基因（CKX）在XLZ74和SD1068中均上调表达,SD1068中CTK合成基因（LOG）也上调表达,而XLZ74中CTK负调控因子（ARR）上调表达,激素检测结果中,SD1068中CTK含量显著增加,XLZ74增加不显著;SD1068中油菜素内脂合成相关基因下调表达,XLZ74中上调表达。此外,SD1068中大多数转录因子（TFs）的表达显著降低,相比之下,在XLZ74中发现较少下调的TFs,再次表明DPC对SD1068的抑制作用强于XLZ74。对XLZ74和SD1068经DPC处理前后的幼茎横切面做石蜡切片分析,DPC处理后2个材料的韧皮部和形成层细胞的直径,细胞面积显著降低,相同面积细胞数量显著增加。（4）亲本XLZ74×SD1068杂交组合中,DPC处理后,F1、BC1株高介于母本XLZ74（DPC迟钝）和父本SD1068（DPC敏感）之间,F2群体株高分布呈连续变化,分布频率呈典型的正态分布,因此可以确定,DPC敏感性状属于数量遗传性状,可能有多个基因作用位点。利用转录组结合BSA混池测序定位技术,筛选到2个DPC敏感相关基因Gh TCP12和Gh GA20ox1B。Gh TCP12基因可调控节间伸长和激素合成,Gh GA20ox1B是编码赤霉素合成的关键限速酶,DPC处理后,Gh TCP12在XLZ74中显著上调表达,SD1068中呈显著下调表达,Gh GA20ox1B在XLZ74和SD1068中均上调表达,在XLZ74上调幅度更大。（5）对候选基因Gh TCP12和Gh GA20ox1B进行VIGS和基因编辑验证,结果发现,沉默植株中Gh TCP12和Gh GA20ox1B在叶片和茎中的表达量均显著下调,DPC处理后,株高抑制不显著,初步说明Gh TCP12和Gh GA20ox1B为DPC敏感基因。对Gh TCP12和Gh GA20ox1B遗传转化再生植株是否发生基因编辑进行PCR检测,检测到Cas9蛋白基因的植株为阳性株,本研究获得Gh GA20ox1B基因编辑阳性株5株,Gh TCP12基因编辑阳性株2株,通过对靶位点进行测序,检测到的基因编辑类型主要为碱基缺失和错配。