棉花是主要经济作物,虽然棉纤维发育生理生化机制的研究已经取得了重要进展,但是其分子机理研究尚不清楚。快速有效的提高品质是棉花生产的严峻挑战,进一步探究海陆回交群体重要农艺性状遗传特性和挖掘优异纤维品质相关基因为解决这一问题提供了可能。本研究以陆地棉系9（新疆自育）和海岛棉新海16为亲本构建的海陆回交后代群体为研究材料,对海陆群体进行重要农艺性状和纤维品质性状测定,利用多种分析对海陆回交后代群体的农艺性状与纤维品质的关系进行探讨。在鉴定群体多年的纤维品质性状的基础上,筛选纤维长度极端材料,利用BSA测序技术快速获得与纤维长度相关的QTL区段,并结合棉纤维发育的转录组测序,挖掘关键候选基因并对其参与的信号通路进行预测。主要研究结果如下:（1）对海陆回交后代群体多个环境的主要性状进行相关性分析发现,主要农艺性状以及纤维品质性状在各环境间均表现为极显著相关,进行指标之间相关性分析发现,海陆回交后代群体中纤维长度（FL）、纤维强度（FS）及纤维整齐度（FU）均与株高（PH）、果枝数（FBN）、有效果枝数（EFBN）、铃数（TBN）和有效铃数（EBN）呈极显著正相关;通过主成分分析获得了3个主成分。利用多元逐步回归分析,得到纤维品质与主要农艺性状的最佳模型,根据这个模型可以预测出海陆群体株系纤维品质的优劣;通过Ward.D层次聚类将海陆群体分为5类,在实际育种工作中可以根据育种目标对群体株系进行筛选。（2）结合多年的纤维长度表型数据,筛选出30份纤维长的株系（包括HL-9、HL-62和HL-194等）以及30份纤维短的株系（包括HL-34、HL-78和HL-159等）。将筛选的极端材料和亲本用来构建纤维长度极端混池,通过BSA-seq关联与纤维伸长相关的候选区段,以陆地棉为参考基因组,最终在A09染色体上确定了两个与纤维伸长相关的区域,共1.81 Mb,包含149个候选基因。（3）采集海陆回交群体子代的长纤维株系L和短纤维株系S在纤维发育0-15 DPA的棉纤维进行RNA-seq,在子代L和S纤维发育的4个时间点,分别鉴定出992/821、1668/953、1018/585和937/535个基因上调或下调表达。用STEM软件分析鉴定出长纤维株系L和短纤维株系S有一个共同富集的profile19,包含2099个基因,进行GO发现差异表达基因主要参与细胞过程和新陈代谢过程。利用WGCNA检测出15个与纤维发育时间点相关的表达模块,其中有4个重要模块被鉴定为与纤维伸长呈紧密相关（相关性指数大于0.8）,共包含1591个基因,在这些模块中鉴定出21个Hub基因,它们编码12种蛋白和7种酶,主要涉及热激蛋白、ABC转运蛋白、丝裂原活化蛋白激酶、糖基转移酶、水解酶和纤维素合酶等。（4）根据BSA-seq定位到的149个候选基因和转录组分析得到的1591个基因进行比较,共挖掘出13个关键候选基因不仅位于QTL置信区间内,又在与纤维伸长显著相关的特异性模块中。结合q RT-PCR技术,筛选出Ghb HLH148基因在亲本和极端子代在纤维发育10-15 DPA表达量都有极显著差异;Gh CMB1在亲本棉纤维发育中,0-10 DPA表达量具有极显著差异,极端子代在纤维发育10 DPA表达量具有极显著差异;Gh Togaram1基因在亲本0 DPA、5 DPA和25 DPA表达量具有显著差异,在子代5 DPA表达量具有显著差异。以亲本系9和新海16的纤维组织为模板分别克隆了3个基因编码序列,生物信息学表明b HLH148基因在双亲中存在1个氨基酸的差异,隶属b HLH转录因子;CMB1基因在双亲中也存在1个氨基酸的差异,隶属MADS-box转录因子;Togaram1基因在双亲中存2个氨基酸的差异,隶属CLASP＿N基因家族。（5）通过酵母转录激活活性分析发现,Ghb HLH148转录因子和Gb CMB1转录因子不具有转录激活活性,而Gbb HLH148转录因子和Gh CMB1转录因子具有转录激活功能。在双亲中构建Ghb HLH148、Gbb HLH148、Gh CMB1、Gb CMB1、Gh Togaram1、Gb Togaram1基因的沉默载体,这6个沉默基因表达量均显著下降;6个基因被沉默后,发现沉默材料与16个纤维伸长相关的基因和重要信号通路的基因都有显著或上调表达或下调表达。此外,初步推测b HLH148基因可能是通过介导赤霉素代谢途径的Gh GAI1、Gh HD1和Gh RDL1基因的表达从而影响双亲纤维的长短。