综述：树棉（Gossypium arboreum (L.)）：可持续棉花生产的农艺与工业潜力综述

这篇综述系统梳理了二倍体棉种树棉（G. arboreum）在气候智能型农业中的多重价值，强调其抗逆性（耐旱/抗虫）、独特生化通路（GaCYP722C介导的独脚金内酯合成）及药理活性（类黄酮/单宁）。相比四倍体棉（G. hirsutum），该物种在雨养农业和有机纺织（天然色素棉）领域展现出显著优势，为可持续棉花生产提供了替代方案。

　　

引言

作为印度次大陆原生的二倍体棉种，树棉（G. arboreum）在公元前6000年已被驯化。尽管其纤维长度和细度不及主流棉种G. hirsutum，但其在雨养条件下的卓越适应性（年产量占全球1/4）和低投入需求，使其成为印度小农经济的重要支柱。近年来，随着Bt棉的生态争议，该物种因天然抗虫性和气候韧性（耐旱/耐盐）重新进入育种视野。

农艺性状与产量表现

树棉展现出"双模式"生长特性——既可作多年生灌木，也能通过育种缩短周期至120天。在印度马哈拉施特拉邦的雨养试验中，其单产虽比G. hirsutum低15-20%，但农药使用量减少70%。独特的深根系结构使其在水分利用效率（WUE）上比四倍体棉种高34%，叶片蜡质层厚度达2.1μm（G. hirsutum仅1.3μm），显著降低蒸腾损耗。

纤维特性与工业应用

虽然纤维长度仅18-22mm（G. hirsutum为25-30mm），但其天然色素棉（棕/绿变种）因无需化学染整，在欧盟高端纺织市场溢价达40%。研究发现，其纤维含7种抗菌黄酮苷，对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径达12.3mm。印度手工织机产业特别青睐其高强纤维（断裂强度4.5g/denier），适用于粗纱和医用脱脂棉。

抗逆性分子机制

该物种对刺吸式害虫（蚜虫/粉虱）的抗性源于叶片高浓度棉酚（1.2-1.8%干重）和单宁聚合物的协同作用。在干旱条件下，其气孔调节基因GaMYB60的表达量比敏感品种高6倍。更引人注目的是其独脚金内酯（SLs）合成通路——GaCYP722C基因直接催化生成5-脱氧独脚金内酯，跳过了其他棉种必需的4-脱氧列当醇中间体，这种独特路径可能解释其与丛枝菌根真菌（AMF）的高效共生效率（菌根侵染率达82%）。

药用价值开发

叶片乙醇提取物中鉴定出23种黄酮类物质，其中棉花素（8-C-葡萄糖苷）对α-葡萄糖苷酶的半抑制浓度（IC₅₀）为28.7μM，优于阿卡波糖（35.2μM）。动物实验显示，其多酚复合物可使糖尿病大鼠的血糖曲线下面积（AUC）降低61%，同时提升肝脏超氧化物歧化酶（SOD）活性达正常组1.3倍。

遗传改良进展

通过渐渗育种将G. hirsutum的优质纤维等位基因（qFL-chr7）导入树棉背景，最新品系AKA-081的纤维长度已提升至25.1mm。CRISPR/Cas9技术则用于敲除纤维发育抑制因子GaKCS6，使纤维细度从250mTex改善至190mTex。值得注意的是，这些改良品系仍保留了80%以上的原始抗旱特性。

结论

作为"活体基因库"，树棉为应对气候变化下的棉花生产提供了独特解决方案。其价值已从传统农用纤维扩展到功能纺织品开发和植物源药物领域。未来研究应聚焦于SLs信号通路与作物抗旱性的分子关联，以及天然色素棉的市场标准化体系建设。