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棉花不仅是世界上重要的纤维植物、油料植物,而且是仅次于大豆的重要植物蛋白源。然而,由于一般栽培棉品种的种子和植株具有棉酚腺体,其中含有对人和单胃动物有毒的棉酚及其衍生物,腺体的存在已成为棉籽开发利用的最大障碍。另一方面,棉酚作为棉花体内一种特殊的天然保卫素,高含量棉酚的存在对多种病原菌和害虫有一定拮抗作用。因此,鉴定棉酚腺体关键控制基因、明晰棉酚腺体形成的分子机制、培育种子低酚而植株高酚的棉花品种是棉花遗传育种长期以来的重要方向。携带gl1基因的棉花隐性多标记基因系T582表现为茎秆、叶柄和铃壳部位无腺体,而植株其他部位都有腺体。该无腺体性状受一对隐性基因控制。本研究通过构建多个定位群体,结合近期公布的棉花基因组序列,开发了一批染色体特异的分子标记,对gl1基因进行精细定位研究,同时还利用转录组学手段筛选与棉酚腺体发育密切相关的基因,主要结果如下:1.我们以TM-1为母本、T582为父本构建了一个F2陆陆群体,以3个海岛棉（海7124、Pima90、3-79）为母本、T582为父本构建3个BC1和3个F2海陆群体,并按单株自交收获3个BC1群体的种子,种植成BC1F2群体,所有群体的总单株数达8627株。利用这些群体对gl1基因遗传分析表明,F2群体的性状分离比符合3:1的单基因孟德尔遗传分离比,BC1群体的性状分离比均符合1:1比例。这一结果进一步证实了该无腺体性状受一对隐性基因控制。2.利用两个二倍体基因组的染色体序列开发SSR标记。从亚洲棉基因组的13条染色体中共找到200744个SSR,从雷蒙德氏棉基因组的13条染色体中共找到142409个SSR。利用SSR侧翼序列比对的方法开发染色体特异的SSR分子标记,亚洲棉中共找到115108个染色体特异SSR,平均每条染色体含8854个;雷蒙德氏棉中共找到93780个染色体特异SSR,平均每条染色体含7213个。3.四倍体棉花的两条同源染色体（chr07和chr16）被用于检验所开发SSR的染色体特异性。在亚洲棉chr01（对应四倍体的chr07）和雷蒙德氏棉chr01（对应四倍体的chr16）中分别合成了459和448个SSR。来自于亚洲棉chr01的多态性SSR仅被连锁到chr07上,来自于雷蒙德氏棉chr01的多态性SSR仅被连锁到chr16上,说明本次开发的SSR具有染色体特异性。4.利用开发的染色体特异SSR在26条染色体上合成了1691对引物,用6个无腺体单株和6个有腺体单株对gl1基因进行连锁分析,得到18个与gl1基因连锁的SSR,再结合含有113个单株的BC1群体将gl1基因定位于第24号染色体上3786和3864这两个SSR之间,区间大小为5.9cM,长约3.2Mb。同时,在该区间内有两个SSR标记（4023和4101）与gl1基因完全连锁。5.在初定位的3.2Mb内设计了100对SSR引物,将gl1基因定位到4023与4101之间,区间大小约为800kb。将此800kb内含有86个SSR全部开发后,将gl1基因定位于3-18与3-64之间,区间大小约为420kb。由于所有SSR已经被全部开发,在此420kb内设计了99对扩增任意序列的引物,最终将gl1基因定位于4-3与4-81这两个标记之间,区间大小约为330kb。本研究还使用包含约4000个单株的BC1F2群体和包含3427个单株的“TM-1×T582”F2群体试图缩小定位区间,但仅证实了该定位区间是可靠的。6、定位区间中的候选基因分析发现,该区间含有7个表达基因。这些基因的表达分析和结构分析结果显示,它们的表达量在有腺体棉花和无腺体棉花之间并无差异,而序列上存在一定的变化。我们构建了这些基因的病毒诱导的基因沉默（VIGS）载体用于后期gl1基因的功能验证。7、利用转录组学手段对5株纯合显性基因型有腺体棉花和5株纯合隐性基因型无腺体棉花进行了转录组测序比较,用相当于25次重复的数据来寻找与棉酚腺体发育关系最密切的差异基因。共找到45个差异表达基因,和102个选择性剪接差异基因,二者相互独立,没有发现重复基因。定位区间中的7个基因在转录组测序中未见差异。功能分析显示,这些差异基因主要与棉酚的生物合成、腺体细胞发育和植物抗病虫害特性有关。