盐害是限制作物生长发育与产量品质的主要非生物胁迫之一。棉花作为世界性重要的经济作物,其苗期易受盐害影响。褪黑素作为一种新型激素在植物抗逆方面发挥了重要作用。目前,有关褪黑素对棉花影响的研究主要集中于种子萌发、花药育性等方面,而褪黑素对棉花幼苗的影响机制却鲜有报道。因此,本研究以陆地棉（Gossypium hirsutum L.）品种“国欣9号”为试验材料,在人工气候室内开展水培试验,研究盐和褪黑素不同处理下棉花幼苗形态、结构与生理特征变化,探明褪黑素对盐胁迫下棉花幼苗发育的调控效应,明确褪黑素的抗盐机制。研究主要结果如下:1.外源褪黑素促进了盐胁迫下棉苗的生长发育。盐胁迫显著降低了棉苗株高、茎粗、叶面积和生物量;施加不同浓度褪黑素后,对棉苗生长发育产生了促进作用,其中200 μM褪黑素促进效果最为显著。2.外源褪黑素提高了棉苗主茎功能叶片的光合性能,增强了光合能力。盐胁迫下棉苗主茎功能叶相对叶绿素含量（SPAD值）,光合气体交换参数（净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度）和叶绿素荧光参数（PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学量子产量、表观电子传递效率）下降,而非光化学猝灭系数增加。施加不同浓度褪黑素后,棉苗净光合速率、PSⅡ最大光化学效率等光合性状显著增加,其中200μM褪黑素促进光合作用最为显著。3.外源褪黑素降低了盐胁迫下棉苗的活性氧含量。盐胁迫下,活性氧（H202、O2-）和丙二醛含量显著升高;对叶片进行组织化学染色（DAB、NBT）发现,棉叶中H2O2（棕点）及O2-·（蓝色）区域遍及整个叶片;荧光检测保卫细胞中H202（绿色荧光）和O2-·（红色荧光）,发现活性氧含量均显著增加;褪黑素处理显著降低了幼苗的活性氧含量,减少了活性氧的积累。4.外源褪黑素提高了盐胁迫下棉苗的抗氧化能力、渗透调节物质含量和抗氧化酶、离子转运基因表达量。盐胁迫导致抗氧化系统（SOD、POD、CAT、APX）活性和还原性物质（AsA、GSH）含量显著增加;有机渗透调节物脯氨酸含量增加,可溶性糖和可溶性蛋白含量减少;无机渗透调节物Na+、Cl-含量增加,K+含量减少。施加褪黑素后,棉苗SOD、POD、CAT、APX活性、AsA、GSH、有机渗透调节物、K+含量显著增高,但Na+、Cl-含量显著降低;且抗氧化酶合成基因（GhSOD、GhhPOD、GhCAT、GhAPX）及离子转运基因（GhNHX1、GhSOS1、GhAKT1）的表达量显著升高,其中200 μM褪黑素调控效果最为明显。5.外源褪黑素提高了盐胁迫下棉苗内源激素含量以及基因表达量。盐胁迫下,脱落酸（ABA）、IAA和玉米素核苷（ZR）含量升高,GA含量降低。施加褪黑素后,通过下调ABA合成基因（GhNCED2、GhNCED9）及上调代谢基因（GhCYP707A2、GhCYP707A4）的表达,降低ABA含量;通过上调GA合成基因（GhGA2ox1、GhGA2ox2、GhGA20ox1、GhGA20ox2）的表达来提高GA含量,并促进生长素合成基因（GhYUC6）的表达,提高生长素含量。6.外源褪黑素改善了盐胁迫下棉苗茎、叶的解剖结构,促进了气孔开张。盐胁迫下,棉花叶片、栅栏组织和海绵组织厚度,木质部与韧皮部面积显著增加;叶肉细胞结构受到破坏,叶绿体长度变小,宽度增加,基粒片层结构排列无序;线粒体稍显肿胀;气孔长度、宽度和开度显著降低,气孔数量增加;茎中髓直径、木质部和韧皮部厚度显著减小。褪黑素处理后,其叶、茎结构得到了明显改善,增加了茎中髓的直径以及木质部和韧皮部厚度,增加了气孔长度、宽度孔径,降低了气孔数量;叶绿体形状规则,基粒片层结构完整,线粒体结构并未发生明显变化。7.对21个代表性指标进行了相关性和主成分分析。发现总干重（TDW）与Pn、SPAD、Fv/Fm、IAA、气孔开度（SA）、茎韧皮部厚度（SPT）、茎木质部厚度（SXT）均显著正相关,与气孔数量（SN）、栅栏组织厚度（PT）、Na+、NPQ、H2O2、O2-·、海绵组织厚度（ST）均呈显著负相关。TDW、Pn、SPAD、Fv/Fm、SA、IAA与SN、PT、Na+、NPQ、ST、H2O2、O2-·均呈显著负相关。并将21个性状归成了两个主成分,PT、Na+、NPQ、H2O2、O2-·、SPT、TDW、Pn、SPAD、IAA、SXT、Fv/Fm对第一主成分贡献较大,LAX、LAP、SOD、Pro对第二主成分贡献较大,共解释了 21个性状总变异的90.44%。综上所述,褪黑素通过提高抗氧化系统、增大气孔孔径、提高渗透调节物质以减少膜系统的透性;通过提高IAA、GA、ZR含量和降低ABA含量调节体内激素平衡;并通过调控抗氧化酶、离子转运相关基因的表达,改善了茎叶结构,提高了光合能力,提高了棉苗的抗盐性。