综述：高温对棉花功能产量驱动因素的影响

这篇综述系统探讨了高温胁迫对棉花（Gossypium hirsutum）产量形成的关键生理驱动因素——光截获（IPAR）、辐射利用效率（RUE）和收获指数（HI）的影响机制，揭示了生殖过程对高温的敏感性高于营养生长，并提出未来需加强田间尺度的温度响应研究。

　　

高温胁迫对棉花冠层光捕获的影响

棉花产量受限于高温胁迫，而冠层光截获能力（IPAR）与叶面积指数（LAI）密切相关。研究表明，当气温超过35°C时，叶片扩张显著受限，但若高温发生在冠层闭合后（开花后约2周），对整体光截获影响较小。唯一田间实验数据显示，即使高温导致减产42%-75%，累积IPAR仍无显著变化，暗示IPAR可能并非高温减产的主因。

辐射利用效率与光合响应的温度敏感性

辐射利用效率（RUE）反映冠层将光能转化为生物量的效率。在40°C持续胁迫下，RUE可降低26%，归因于光合机构的多重损伤：Rubisco活化酶在35°C以上活性骤降，而光呼吸占比从15%（22°C）飙升至50%（40°C）。值得注意的是，光系统II（PSII）实际耐热性较强，其最大量子产额（F_v/F_m）在45°C内保持稳定，但类囊体膜电子传递（尤其是光系统间链）成为限制环节。

收获指数与产量组分的热敏感性差异

收获指数（HI）的下降是高温减产的核心因素。生殖生长比营养生长对高温更敏感——在40°C/30°C（昼/夜）条件下，棉铃重量减少99.4%，而茎叶生物量仅降31.2%。产量组分分析显示，棉铃数量对高温响应最敏感（斜率=1.02），其次为单铃种子数（斜率=0.81），而衣分（lint%）最稳定（斜率=0.18）。这种差异源于生殖关键环节的热阈值：花粉管生长在33°C以上受阻，而减数分裂期（开花前2-3周）遭遇36°C即可导致花粉不育。

未来研究方向

亟待突破的领域包括：开发田间高温控制系统量化IPAR-RUE-HI的协同响应，解析夜间高温的独立效应（现有数据显示夜温升高未显著影响产量），以及挖掘品种间耐热性差异的生理基础。尤其值得注意的是，Rubisco活化酶和光系统电子传递链的协同改良，可能成为提升棉花高温适应性的关键靶点。