棉花是一种重要的经济作物和油料作物。体细胞胚胎发生过程是现代生物技术应用于遗传育种的基础，是对棉花品种进行遗传转化改良的重要技术环节，又是生命研究的一个重要模型。
　　体细胞胚胎发生是体细胞向胚胎发生途径转变的发育重建过程，是植物发育过程中类似合子胚发育的独特现象，而且体细胞胚胎发生过程可以在离体条件下人为控制，是最完全的细胞全能性表达的一种方式，是细胞全能性的有力证据和经典示例。
　　生长素诱导体细胞胚胎发生由两个过程组成，即细胞分裂和细胞分化。为了探究外源生长素调控棉花体胚发生过程，本研究从两方面展开研究，一方面我们克隆了两个与细胞分裂紧密相关的基因CYCD2和EBP1，研究其功能;另一方面为了发掘更多的生长素诱导棉花体细胞胚胎发生的基因，我们对生长素诱导棉花体细胞胚胎发生的再分化的样品进行转录组测序分析，对揭示胚性分化科学问题和促进作物遗传转化的应用提供理论依据和基因资源。本研究取得结果主要有以下几点:
　　(1)对GhCYCD2和GhEBP1的氨基酸序列比对和系统进化树分析发现，CYCD2和EBP1生棉花中都有较高的保守性。但是，CYCD2基因在不同物种进化中变异较大，而EBP1基因在不同物种中变化较小。构建CYCD2和EBP1的超表达载体P35s∶GhCYCD2-OE和P35s∶GhEBP1-OE，转化棉花植株，研究发现P35s∶GhCYCD2-OE转基因植株的GhCYCD2的表达量增加，叶片增大，叶柄伸长，叶片细胞的色素腺体增多，茎和叶柄的横切片结果显示超表达P35s∶GhCYCD2-OE阳性植株的茎和叶柄细胞变小，但是P35s∶Gh EBP1-OE转基因植株的表型无明显变化。同时转基因阳性植株的愈伤组织增殖速度快，且细胞多呈近球状，较易分化，而对照植株多呈条状，推测是由于GhCYCD2、GhEBP1基因加快细胞分裂速度造成的。
　　(2)通过不同激素配比培养基对棉花愈伤组织分化率的统计发现，最优激素组合为KT(0.1mg/L)+IBA(0.025mg/L)，诱导率最低的为不加生长素的组合(即生长素浓度为0mg/L)。
　　(3)在体细胞胚胎发生过程中，通过高通量测序技术，对棉花愈伤组织样品进行转录组测序分析发现，不同激素系列浓度梯度的所有比较组中的差异表达基因(DEGs)，显著富集的GO子条目都相同，说明系列浓度梯度的不同激素诱导产生的差异表达基因转录模式一致，但从诱导产生的差异基因数目来看，添加植物激素2，4-D时，随浓度的升高，差异基因数目减少;添加植物激素IAA时，随浓度的升高，差异基因数目无明显差异;添加植物激素IBA时，随浓度的升高，差异基因数目增加。
　　(4)棉花愈伤组织分化率最高的激素组合和分化率最低的组合相比较发现，其中酒精中毒通路在这两个时期(5d、20d)都显著富集，且富集在酒精中毒通路的这些差异基因均为上调表达，推测酒精中毒通路在生长素诱导棉花体细胞胚胎发生过程中可能起正调控作用。然而在20D样品中显著富集在光合作用通路的这些差异基因（光系统Ⅱ蛋白PSBQ2、PSBS、PSBW、铁氧还蛋白SEND33）均为下调，富集细胞周期(细胞分裂调控蛋白sna41、CDC6B、DNA复制许可因子MCM3、细胞分裂周期蛋白CDC20-1)通路的差异基因均为上调表达，说明光合作用可能在体细胞胚胎发生过程中起负调控作用，细胞周期起正向调控作用。
　　(5)生长素诱导棉花愈伤组织分化率的结果表明生长素的添加与否对分化率有很大的影响，不添加任何生长素的组合愈伤分化率很低，添加生长素后的组合都有一定的分化率。我们比较了添加生长素的组合与不添生长素的组合发现，在生长素诱导棉花愈伤组织再分化初期（5天），当生长素浓度为0mg/L时，差异表达基因特异性富集在钙信号通路(Calcium signaling pathway)、油菜素类固醇生物合成(Brassinosteroid biosynthesis)路径，推测生长素抑制了这两个通路相关基因的表达，其中参与的基因有B类钙调磷酸酶蛋白4(CBL4)、钙结合蛋白（CML45）和细胞色素P450。
　　(6)添加不同浓度的生长素，诱导棉花愈伤组织分化的频率不同，在浓度为0.025-0.05mg/L时，高浓度的2，4-D和IAA，促进分化，高浓度的IBA抑制分化，我们比较了生长素不同浓度的组合。与表型结果相似，2，4-D与IAA共同富集的有碳代谢，IBA富集的为类固醇生物合成、类黄酮生物合成、花青素生物合成等次生代谢物的合成，推测次生代谢物的合成和主代谢影响细胞分化。
　　(7)利用qRT-PCR对6个候选基因在棉花体胚发生过程中的表达模式进行分析，结果与RNA-seq数据基本一致，表明RNA-seq数据是可信的。同时推测以上这些候选基因在激素诱导棉花体细胞胚胎发生过程中起调控作用，后续可对其功能进行研究。