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四个栽培棉种间的种间杂交及其遗传与系统发育研究棉属有四个栽培种，其中亚洲棉（G.arboreum L）和草棉（herbacium L）为二倍体棉种、陆地棉（G.hirsutum L）和海岛棉（G.barbadense L）为异源四倍体棉种。
棉花栽培种是棉花遗传育种最重要的种质资源，对于四个栽培棉种的种间杂交及其相关研究，不仅可提供丰富的中间优良育种材料，并可阐明棉花的遗传进化和遗传亲缘关系，对于棉花遗传改良具有重要的理论和实践意义。
本研究以陆地棉、海岛棉、亚洲棉和草棉等四个棉属栽培种为材料进行种间杂交，对种间杂种及其亲本进行形态学、细胞遗传学、生理生化、荧光原位杂交和分子标记等研究，以明确四个栽培棉种及其种间杂种的遗传特点，进一步了解四个栽培棉种之间的亲缘关系和进化关系，为棉花种质资源的研究和利用提供科学依据。
主要研究结果如下： 1．四个栽培棉种及其种问杂种F<sub>1</sub>的形态学和细胞遗传学观察四个栽培棉种的植株、叶片、茎杆以及花器等器官都有明显的差异；叶片、茎杆以及叶柄的横切面结构观察结果表明，两个二倍体栽培棉种的叶片横切面构造为等面叶，两个四倍体栽培棉种却均为背腹叶；（亚洲棉×草棉）F<sub>1</sub>正反交的叶片也为等面叶，（陆地棉×海岛棉）F<sub>1</sub>正反交F<sub>1</sub>仍为背腹叶，而它们的四元杂交种均为等面叶；四个栽培棉种的叶柄和茎的横切面结构基本一致，只是直径形状和和维管束多少的不同，四元杂种的叶柄和茎的横切面结构的差异不明显。
四个栽培棉种间杂交种F<sub>1</sub>的细胞学观察结果表明，（亚洲棉×草棉）F<sub>1</sub>减数分裂中期Ⅰ，形成一个环状四价体，直接证明了亚洲棉与草棉之间存在一对相互易位；（陆地棉×海岛棉）F<sub>1</sub>减数分裂中期Ⅰ联会基本正常，主要形成二价体，偶尔出现一些单价体和多价体，以及染色体桥。
探究棉花雄性不育进展1棉花雄性不育的细胞学特征1.1核雄性不育系中的小孢子败育小孢子的发育过程要经过复杂的生理生化变化,在这个过程中,不同发育时期伴随着不同基因的时空表达差异,而这个过程中的任何一个相关基因的突变,都会直接或间接影响小孢子的发育。
因此,对于棉花核雄性不育系,小孢子败育会发生在小孢子发育的整个过程,败育时期和特征的差别仅仅因材料而不同。
已报道过的棉花核雄性不育系中小孢子败育的时期和特征主要有4种类型:①造孢细胞时期:核仁增大、胞质液化、细胞形态畸形。
②花粉母细胞时期:核仁穿壁,花粉母细胞中有多个核仁,在减数分裂前期Ⅰ后就退化解体,小孢子母细胞呈半月形,如ms8ms9的败育现象。
③单核期:胼胝质壁在减数分裂期后就溶解,小孢子外壁不出现刺突,原生质体质壁分离,随后核膜溶解,细胞质和核质解体,如陆地棉1355A(ms2)[11]和473A(ms14)[12]不育系。
④双核期:小孢子产生的生殖细胞紧贴于小孢子内壁,产生的营养细胞与花粉粒原生质体一起皱缩,随后两种细胞都解体,如:ms5ms6不育系[13]。
1.2细胞质雄性不育系中的小孢子败育姚长兵等[14]对哈克尼西棉细胞质雄性不育系的小孢子母细胞发育过程进行了细胞学研究,发现其可以形成正常的孢原细胞、造孢细胞以及小孢子母细胞,药壁分化正常,但在减数分裂前期,绒毡层提前解体,小孢子母细胞随即退化。
由于绒毡层是小孢母细胞的营养源,所以推测棉花细胞质雄性不育系中小孢子母细胞败育可能与绒毡层的提前解体有关。
黄晋玲等[15]发现晋A细胞质雄性不育系败育的主要时期是在造孢细胞增殖期,即小孢子母细胞形成时期,其主要细胞学特征是:造孢细胞胞内常有多个微核,不能进行正常的有丝分裂,小孢子母细胞细胞质液泡化,最终造孢细胞和小孢子母细胞提前退化,因此推测小孢子母细胞的败育与绒毡层的退化密切相关。
武小平[16]对104-7A起源的细胞质雄性不育系P30A小孢子发育进行细胞形态学观察,发现P30A败育主要发生在花粉母细胞形成阶段,其主要的细胞学特征是:孢原细胞分化正常,有大量的初期花粉母细胞产生,但随后花粉母细胞细胞质液泡化,原生质紧缩,核仁消失,最后细胞解体,同时在花药发育的过程中没有明显的绒毡层细胞形成,成熟花药的药室全部充满了破裂的花粉母细胞内含物以及药室内壁物质。
