陆地棉育成品种(品系)是自然进化和育种过程共同创造的产物,在主要育种目标性状上遗传变异更为丰富,也是陆地棉品种改良最直接、最有效的种质资源。对品种资源进行深入评价,可以为种质资源收集、保存、创新、利用等提供基础信息,同时为育种中亲本筛选、组配及后代选择提供理论指导。从我国1930～2005年育成或引进的陆地棉品种(品系)中选取有代表性的356份作为供试材料。从生态区来源上可分为黄河流域(179个)、长江流域(114个)、西北内陆(29个)和北部特早熟棉区(27个)品种,另有7个引自美国。岱字棉15、岱字棉16、斯字棉2B、福字棉6号、金字棉和乌干达3号等6个品种,作为中国陆地棉育种的基础亲本,曾衍生出大量品种,本实验中作为参照(CK)品种进行遗传多样性比较。按照育成时间,可分为1930～1960年(Ⅰ)、1961～1970年(Ⅱ)、1971-1980年(Ⅲ)、1981～1990年(Ⅳ)、1991～2000年(V)、2001～2005年(Ⅵ)等6个育种时期,材料数分别为26、26、40、83、125和49个。依据品种系谱信息,可分为6个不同的衍生系统,其中岱字棉系统(DPL)110个、金字棉系统(King)60个、斯字棉系统(Stoneville)51个、福字棉系统(Foster)28个、乌干达棉系统(Uganda)26个、其它及未知系统81个；利用均匀分布于棉花基因组的381对SSR标记对供试材料进行标记分型；分2年3点次种植全部材料,调查了21个产量、纤维品质相关的主要育种目标性状。表型和标记基因型遗传多样性分析结果表明,我国棉花品种无论在农艺、产量和纤维品质等表型性状上,还是在标记基因型遗传丰富度、多样性水平上均较引进品种有了显著提高。在不同年代育成和引进品种之间15个性状差异达显著水平,随着育种时期的推进,我国陆地棉品种产量逐渐增加,衣分、衣指、单株结铃数稳步提高；纤维强度、纺纱均匀性指数显著提高,纤维长度虽有提高,但不明显；短纤维指数、伸长率逐步下降,但麦克隆值降低不明显。不同生态区品种间15个性状差异达显著水平,长江流域品种在株高、第一果枝高度、果枝台数上明显高于其它生态区品种；北部特早熟棉区品种株高、第一果枝高度显著低于其它棉区品种。西北内陆棉区品种在纤维强度、整齐度、短纤维指数、纺纱均匀性指数上均优于其它地区品种。不同衍生系统品种间12个性状差异显著,岱字棉衍生系统品种株高、第一果枝高度、果枝台数均较高,金字棉和福字棉衍生品种则均较低。乌干达棉衍生品种在子棉、皮棉产量及单株结铃数上具有明显优势,但衣分、衣指较低。斯字棉和福字棉衍生品种衣分、衣指均较高。金字棉、福字棉衍生品种纤维强度较高,短纤维指数较低,纺纱均匀性指数高于斯字棉、岱字棉和乌干达棉衍生品种。与7个引自美国的参照品种的254个等位变异相比,我国育成的棉花品种等位变异增加至415个,不同时期育成品种中等位变异数在逐步提高,说明我国在引进国外陆地棉品种后,已利用多种技术创造、积累了大量的遗传变异。标记多样性分析结果显示,黄河流域品种遗传丰富度最高(2.69),其次为长江流域品种(2.46),西北内陆及北部特早熟棉区品种最低(均为2.27)。北部特早熟棉区品种间平均遗传距离最大(0.4143),西北内陆棉区品种次之(0.3931),黄河流域品种较小(0.3723),长江流域品种间最小(0.315)。基于Nei’s距离的聚类结果表明,大部分同一系谱衍生品种能聚在一起,但生态区来源与聚类结果具有更高的一致性。经历多次杂交和选择以后,与生态适应性相关的基因可能构成了不同生态区品种的遗传背景基础。利用TASSEL 2.1软件对连锁不平衡状态估算结果表明,陆地棉基因组LD整体较高,但分布不均,较高水平LD(D’>0.5)集中在D5、D6、A9、D9、All等连锁群上。共线SSR位点间存在显著连锁不平衡(D’>0.5)的平均遗传距离为19.76 cM。利用STRUCTURE 2.3和SPAGeDi分别估算了材料群体结构和亲缘系数,采用TASSEL软件的混合线性模型(MLM),分别对19个具有显著性差的产量、纤维品质性状和145个SSR位点进行了性状—标记的关联分析,得到406个与性状显著关联的标记位点,其中与以往连锁分析定位结果一致的位点有46个；多个位点与两个以上性状关联,可能为基因紧密连锁或一因多效的结果。利用连锁分析和关联分析相结合的方法,对陆地棉抗枯萎病性进行了QTL定位和相互验证。利用徐州142、豫棉21、9901配制3亲本复合杂交群体(徐州142/豫棉21//徐州142/9901),构建了一张包含183个SSR位点的陆地棉种间遗传图谱,图谱总长1378.8 cM,覆盖率在37.6%左右,位点间的平均遗传距离为7.5 cM；并利用该图谱定位了7个与陆地棉抗枯萎病性相关的QTL。同时利用混合线性模型(MLM)对356个品种的抗枯萎病性进行了关联分析,检测到35个与抗枯萎病性相关的QTL。连锁分析与关联分析一致的位点为5个,吻合性较高；同时关联分析结果与其它连锁分析研究结果也具有一定的一致性。对关联分析中多个环境中检测到的稳定关联位点进行优异等位变异的发掘,获得与产量、纤维品质、抗枯萎病性相关的60个优异等位变异；其中早期引进品种中存在37个,我国育成品种中新产生23个。进一步说明,育种活动既是对优异等位变异的选择过程,也是创造新优异等位变异的过程。随着我国育种时期的推进,品种群体中优异等位变异数量在逐渐增加,群体分布频率逐渐提高,说明优良品种的形成是优异等位变异不断积累的结果。优异等位变异在我国各时期品种中大部分得到了稳定的传递,但也存在个别等位变异丢失的现象。分子设计模拟结果表明,通过单交、三交、四交配制组合,最多分别可以聚合44、50、55个优异等位变异。我国陆地棉品种选育中应该根据不同生态区育种目标,在相应生态区选择优异等位变异较多的品种作受体亲本,并选择与之优异等位变异互补的品种作供体亲本,进行组合配制,并结合分子标记对后代进行选择,以达到快速聚合目标性状优异等位基因的目的。