随着温室气体的排放,极端天气尤其是高温出现的频率和持续时间呈上升的趋势。在生育期内遭受高温胁迫,对棉花的生长发育产生不利影响。前人对棉花的高温胁迫研究较多,但大部分针对的是地上部,对根系研究内容不多,且在对棉花根系高温胁迫条件的研究中,常用的培养基质为水和透明凝胶,但水和透明凝胶透光且机械阻力小。为明确高温胁迫下棉花根系的响应特征,采用课题组自制的RhizoPot原位根系培养与观测装置,研究了高温胁迫对棉花苗期地上部和地下部根系的生长动态特征。首先,从15个本区域大面积推广的棉花品种中筛选出不同高温敏感型品种,从中选出对高温敏感型品种农大601（ND601）和耐高温型品种国欣9号（GX9）。以筛选出两个品种为试验材料,设置正常（CK,昼/夜,25/20℃）和高温胁迫（HT,昼/夜,35/30℃）处理,研究棉花苗期地上部表型和光合生理、地下部根系表型的动态变化。研究主要结果如下:1.筛选出了棉花耐高温品种和高温敏感品种。通过分析15个棉花品种在高温胁迫和正常环境下的SOD、POD、CAT等生理和表型指标,利用主成分分析,结合耐高温系数得到的综合评价值,得出不同品种的耐高温综合指数,筛选出4个耐高温品种:硕丰1号、国欣9号、鲁棉研28和冀863,以及11个高温敏感品种:邯8266、冀棉315、国欣2号、石抗126、国欣1号、农大棉10、邯无216、冀228、农大601、沧棉268和国欣4号。2.在棉花苗期高温胁迫期间,叶面积呈先升后降的趋势,SPAD在解除高温胁迫后增速变快,冠层温度与环境温度保持一致。高温胁迫下棉花株高、茎粗的生长速率与CK组保持一致,没有显著影响。高温胁迫初期叶面积保持增长,随着胁迫时间推移叶面积逐渐降低,高温胁迫解除后叶片的生长速度和CK保持一致。解除高温胁迫后SPAD增长速度变快,高温胁迫条件下ND601和GX9分别增长了 28.48%和32.61%。冠层温度随着高温胁迫时间推移呈逐渐上升的趋势并逐步达到环境温度,在解除高温胁迫后温度与CK组的冠层温度并无明显差异。高温胁迫加快了棉花的生育进程,缩短了苗期时间,提早进入蕾期。3.高温胁迫期间净光合速率、气孔导度和蒸腾速率先升后降,Fv/Fm一直降低。净光合速率、气孔导度和蒸腾速率在高温胁迫后呈先升高后降低的趋势,在胁迫初期显著升高,随着胁迫时间推移逐渐降低甚至低于胁迫前的状态,GX9的光合气体交换参数要高于ND601。叶绿素荧光参数Fv/Fm也会随着高温胁迫时间逐渐降低,在胁迫第3天时显著低于正常条件,到胁迫第7天时降到最低,高温胁迫下GX9的Fv/Fm高于ND601,但差异不显著,解除高温胁迫后Fv/Fm便会迅速回升,解除胁迫7天后Fv/Fm的值与CK组一致。4.高温胁迫降低了棉花的根长、根表面积、根平均直径、根体积以及根毛密度,降低根冠比,增加根系含水量。两个品种在高温胁迫条件下表现并不一致,ND601在受到高温胁迫后根系表型值会立即下降,GX9的根平均直径在胁迫后一直降低直至胁迫最后一天,其他指标会在高温胁迫第0～5天时继续保持增长,胁迫5天后开始降低。所有的根系指标在解除高温胁迫后都会回升。经过高温胁迫7天和恢复正常温度7天,与正常相比,高温胁迫显著降低了根平均直径、根体积。高温胁迫会显著降低根毛的密度。与CK相比胁迫一周后,地上部鲜重、地下部鲜重、地下部干重均降低但差异不显著,除了 ND601的地上部鲜重显著性降低,其他指标降低不显著,两个品种的根冠比都会降低,差异不显著。高温胁迫解除后植株地上部的含水量无明显差异,但根系含水量有所提升。综上所述,棉花苗期遭受高温胁迫后地上部表型变化不大,两个品种间差异不显著,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率升高后降低。但地下部表型变化较显著,耐高温的品种在遭受高温胁迫初期根系还可以继续保持增长,与不耐热的品种相比可吸收较多水分,降低高温胁迫带来的伤害,可以为耐高温育种提供新的思路,也为高温胁迫棉花的应激调控提供理论依据。