《Frontiers in Plant Science》：Impact of water deficiency on cotton ginning efficiency, fiber quality, and seed composition
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本文系统评估了水分亏缺对10个棉花基因型的农艺性状、轧花效率、纤维品质及种子成分的影响。研究发现水分亏缺显著降低株高和单株铃数，但基因型CIM 432表现出强耐受性。轧花净能耗（GE）在缺水条件下普遍降低，而轧花速率（GR）保持稳定。纤维长度（UHML）、强度（STR）和整齐度（UI）受干旱负面影响，但CIM 432、MD 15和84524稳定性突出。种子成分分析表明，水分亏缺导致含油量下降，而蛋白质和种子纤维含量相对稳定。相关性分析揭示了纤维长度、强度与整齐度间的正相关，以及皮棉率（LP）与含油量间的负权衡关系。基因型间性状差异显著，但基因型×处理互作效应微弱，表明性状表现具有跨环境稳定性。该研究为选育抗旱棉花品种提供了关键表型依据和优质种质资源（CIM 432），对应对气候变化下的棉花可持续生产具有重要意义。
水分亏缺对棉花生长及产量的影响
研究通过对比灌溉与非灌溉条件下10个棉花基因型的表现，系统评估了水分亏缺对棉花生长发育的制约。土壤水分含量监测数据显示，非灌溉区0-40厘米土层含水量显著低于灌溉区，导致棉花植株出现花铃脱落、提早成熟和叶片早衰等现象。株高在水分亏缺条件下普遍降低，其中基因型MD 52ne、MD 25-26ne和1517–99的降幅最大（105天时分别达47.72%、45.87%和40.95%），而CIM 432的降幅最小（19.71%），表明其具有较强的水分亏缺耐受性。单株铃数在非灌溉条件下显著减少，敏感基因型如8327和MD 52ne的铃数减少超59%，但CIM 432在胁迫下仍保持最高绝对铃数（平均46个），凸显其优异的生殖稳定性。
水分供应对轧花能耗与效率的调控
轧花效率分析显示，水分亏缺显著降低了多数基因型的净轧花能耗。MD 10-5、MD 15和MD 52ne在非灌溉条件下的轧花能耗降幅最为明显，而CIM 432的能耗在不同水分处理间无显著差异，表明其纤维物理特性受干旱影响较小。轧花速率在所有基因型中均未因水分胁迫发生显著变化，说明水分亏缺主要影响纤维分离的能耗需求，而非加工速度。这一发现为优化轧花工艺的节能策略提供了依据，尤其提示在干旱地区种植低轧花能耗基因型可降低加工成本。
水分胁迫下纤维品质的响应与基因型差异
纤维品质参数中，上半部平均长度、整齐度指数和强度受水分亏缺的负面影响最为显著。基因型MD 10-5、MD 25-26ne和Reba P288的纤维长度降幅突出，而1517–99和84524的长度稳定性较高。强度在除84524外的所有基因型中均显著下降，说明纤维细胞壁合成在干旱下普遍受阻。短纤维指数在多数基因型中升高，仅1517–99例外。值得注意的是，CIM 432、MD 15和84524在关键纤维性状上表现稳定，其长度、整齐度和强度的变异性较小，是抗旱育种的重要候选材料。
棉花种子成分对水分条件的适应性变化
种子成分分析表明，水分亏缺导致棉花种子含油量普遍降低，其中MD 15、MD 25-26ne和8327的降幅达显著水平。相反，蛋白质和种子纤维含量在不同水分处理间保持相对稳定，尤其是CIM 432在非灌溉条件下蛋白质含量高达32.11%，显示其代谢平衡具有较强的抗逆能力。含油量与皮棉率呈显著负相关，暗示碳分配在纤维发育和油脂积累间存在权衡。这一发现为同步改良纤维产量和种子营养价值提供了理论依据。
性状相关性及稳定性对育种的启示
相关性分析揭示，在水分亏缺条件下，纤维长度、强度和整齐度间存在显著正相关，而皮棉率与含油量负相关，突出了多性状协同改良的复杂性。方差分析表明，所有纤维性状和多数种子性状均受基因型和处理效应的显著影响，但基因型×处理互作效应微弱（仅种子指数例外），说明基因型在不同水分环境下的表现相对一致。这一稳定性简化了抗旱育种中的基因型筛选流程，支持在最优条件下选择高产优质材料间接提升干旱适应性。
结论与展望
本研究明确了水分亏缺对棉花生产链中关键环节（轧花、纤维、种子）的负面影响，并筛选出综合表现优异的基因型CIM 432。其稳定的农艺性状、纤维品质和种子成分构成使其成为抗旱育种的理想亲本。未来研究应聚焦于解析纤维-油脂权衡的分子机制，并利用基因组学手段加速抗旱性状的标记辅助选择，以应对全球气候变化下的棉花生产挑战。
