本研究将对黄河流域棉区、西北内陆棉区、长江流域棉区、北部特早熟棉区和国外等5个生态区组成的棉花种质资源开展抗旱性筛选、评价及指标筛选。同时通过室内苗期抗旱试验,利用叶片萎蔫,叶绿素含量,叶片温度等指标与基因组数据进行关联分析,对棉花抗旱性的数量性状位点(QTL)或基因进行定位,试图发掘更多的优异等位变异,旨为棉花抗旱改良和棉花抗旱分子生物学研究提供理论基础。主要研究结果如下:1.对田间试验调查的株高、有效铃数、果枝数以及室内测定得到的衣分和单铃重等12个农艺性状进行统计和差异显著性分析,水分胁迫均会对12个农艺性状产生影响,其中除了果枝始节以外,其余11个性状均存在极显著差异。2.通过设置水分胁迫和对照处理试验对153份棉花种质资源进行抗旱性鉴定和筛选,在棉花花铃期开始干旱胁迫,通过使用主成分分析、相关分析和灰色关联度分析方法,最终筛选出株高、籽棉产量、单铃重、有效铃数和果枝数5个性状可以作为陆地棉抗旱评价指标,能够直观、简单和可靠地评价棉花花铃期种质资源的抗旱性。同时计算综合抗旱度量值D、加权抗旱系数WDC和综合抗旱系数CDC,通过抗旱性综合评价方法和相关分析,得到产量均与综合抗旱度量值D、加权抗旱系数WDC和综合抗旱系数CDC成极显著正相关关系;通过聚类分析和抗旱等级划分,最终获得强抗旱品种为以色列1101,敏感型品种为盐早2号,其余品种介于之间,可以为棉花生产和棉花抗旱分子机理研究提供基础材料。3.对316份棉花种质进行室内抗旱试验,调查子叶萎蔫程度(CWS)和真叶萎蔫程度(EWS)、叶片温度(LT)和叶片叶绿素含量(LC)四个性状指标。在干旱条件下,棉花子叶先开始萎蔫,真叶后开始萎蔫。抗旱性较强的品种比抗旱性弱的品种叶片温度相对较高。各品种之间叶片叶绿素含量差异较大。4.通过对该自然群体的进化关系分析,发现来自美国的斯字棉2B与中国黄河流域棉区的进化关系更近比德字棉。通过对4个性状表型数据和基因组数据利用GLM和FASTLMM模型的全基因组关联分析,共关联到17个显著的SNP位点。在候选区域,发现了一些影响脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)的一些潜在的基因(GhCIPK6,SnRK2.6和WRKY70),同时利用棉花品种的转录组数据分析,进一步鉴定了这些潜在的候选基因均能被干旱胁迫所诱导,这些基因与类胡萝卜素合成,MAPK信号途径和钙信号转运途径相关。