棉花是最重要的经济作物之一。自2012年首个雷蒙德氏棉基因组序列公布以来,四个栽培棉亚洲棉、草棉、陆地棉和海岛棉基因组和三个野生异源四倍体棉基因组序列都已经完成测序与组装。陆地棉和海岛棉吸引了棉花研究者的广泛兴趣,并被多个独立的研究组持续地进行基因组升级。基于这些高质量的基因组序列,许多重要的进化事件与机制被成功解析,包括棉属多倍体化事件、转座子在棉种间的差异扩张、异源四倍体的A和D亚基因组不对称选择进化、乙烯精细且差异化调控棉种间纤维伸长以及海岛棉与陆地棉间的渐渗等。最近的A基因组研究从基因组层面解决了多年悬而未决的异源四倍体A亚基因组起源的问题和现存的两个二倍体A基因组棉的起源与进化。五个四倍体基因组比较分析提供了种间杂交克服棉花遗传多样性狭窄的理论依据,即野生棉与栽培棉的种间杂交渐渗能够增强低遗传重组抑制区域的多样性。通过整合不同地域的陆地棉、海岛棉和亚洲棉种质资源,利用重测序技术对重要农艺性状进行全基因组关联分析,大量的棉花功能基因被分离鉴定,例如陆地棉受选择驯化的位点及基因,陆地棉地方种与现在栽培种间改良位点和陆地棉核心种质间的变异及调控纤维产量与品质的遗传位点。此外,在棉花纤维发育,抗病,棉酚合成通路,棉腺体发育及花蜜腺等功能基因研究领域也取得了可喜成就,发现MIXTA类型转录因子调控棉lint和fuzz起始,GhHOX3转录因子通路,超长链脂肪酸合成基因KCS6调控棉纤维伸长,棉花miR166和miR159介导抗棉花黄萎病以及腺体发育调控基因GoPGF和花蜜腺基因Ga NEC1等等。这些鉴定的基因、QTLs以及选择驯化位点为棉花遗传育种提供了理论指导依据与候选改良位点,必将加快棉花遗传改良育种的进程。