随着测序技术的不断发展,棉属中四个代表性物种(雷蒙德氏棉、亚洲棉、陆地棉、海岛棉)的基因组相继被测出,并且测序版本不断更新,质量不断提高。利用高质量的测序数据,可以对棉属基因组的结构进行深度的解析,揭示棉属基因组在进化历史中的变化过程。对棉属已测序物种进行比较基因组学研究,可以利用葡萄和可可作为参考基因组。通过对所有涉及到的物种进行基因组内和基因组间的同源比对,利用同源基因点阵图展示各基因组的同源关系,验证了棉属经历的全基因组五倍乘事件。结合各物种的系统发育及同源关系,构建了与进化事件相关联的共线性基因列表。结合以端粒为中心的基因组重组机制,利用已经形成的共线性基因列表,构建了锦葵科发育各节点的基因组,并对各节点间染色体核型进化的过程进行了展示。推测得到锦葵科祖先基因组含有12条染色体,棉属全基因组加倍后的祖先含有13条染色体。通过计算二倍体棉种的多倍体基因丢失指数(P-index),判定了棉属古十倍体祖先为异源多倍体。最后,对棉属加倍后产生的重复基因构建基因树,发现重复基因显示出显著升高和不平衡的进化速率,而这破坏了基因树的拓扑结构。整个研究对棉属比较基因组学的数据进行了更新和补充,为棉属基因组的相关研究提供了数据基础;利用图形对祖先染色体和现代染色体的核型变化过程进行了详细的展示,为其他物种染色体核型进化研究提供了参考;利用统计方法对基因保留差异波动进行了量化,为分析多倍体的类型提供了一种数学方法。图27幅;表7个;参98篇。