شناسایی ارقام متحمل به تنش خشکی از مهمترین راهکارهای بهبود تولید پنبه در سیستم¬های زراعی تحت خشکی می¬باشد. به این منظور تعداد 22 رقم پنبه با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه تحقیقاتی دانشکده دانشگاه فردوسی مشهد تحت دو شرایط بدون تنش (ظرفیت زراعی) و تنش کمبود آب (1- مگا پاسکال) رشد یافتند. تنش خشکی سبب کاهش معنی¬دار وزن خشک اندام¬های هوایی و ریشه گیاهچه پنبه شد، و ارقام و ژنوتیپ¬های ورامین، ارمغان، خرداد، دلتاپاین 25، 43200 وb-433 با کمترین کاهش در تعداد و سطح برگ و نیز وزن خشک برگ، ریشه و ساقه به عنوان ارقام متحمل و ارقام 43259، نازیلی84، کوکر 349، نارابرای، شیرپان 539 و asj2*349 با بیشترین کاهش در صفات مذکور به عنوان ارقام حساس به تنش خشکی در مرحله گیاهچه¬ای شناخته شدند. آزمایش مزرعه¬ای به صورت کرتهای خرد شده، در قالب بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار با استفاده از دو رقم متحمل (ارمغان و ورامین) و دو رقم حساس به خشکی (نازیلی 84 و کوکر349) به عنوان کرتهای فرعی در سه سطح آب مصرفی به عنوان کرتهای اصلی (آبیاری به میزان 33% (i33%)، 66%(i66%) و 100% (i100%) نیاز آبی) در ایستگاه تحقیقات کشاورزیو منابع طبیعی کاشمر در سال 1390 اجرا شد. مقاومت روزنه¬ای در ارقام متحمل به خشکی بطور معنی¬داری (01/0p<)بیشتر از ارقام حساس بود و تنش کمبود آب سبب کاهش معنی¬دار حداکثر کارایی فتوسیستم ii (?f/f?m)گیاهان پنبه شد. نتایج نشان داد همبستگی منفی معنی¬داری بین عملکرد پنبه با دمای برگ (**74/0-r=) و حداکثر کارایی فتوسیستم (**82/0-r=) وجود داشت. در شرایط تنش همبستگی معنی¬داری بین عملکرد وش با تعداد غوزه در بوته، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت مشاهده شد. نتایج تجزیه علّیت نشان داد که مهمترین جزء موثر بر عملکرد در شرایط تنش خشکی و آبیاری کامل عملکرد بیولوژیک می¬باشد و اجزاء دیگری چون تعداد و وزن غوزه، درصد زود¬رسی و شاخص برداشت با تأثیر غیر مستقیم بر این جزء سبب افزایش عملکرد وش می¬شوند. بر اساس شاخص های تنش، دورقم ورامین و کوکر349 به ترتیب متحمل¬ترین و حساسترین رقم در شرایط تنش خشکی بودند. بررسی شاخص¬های فیزیولوژیک پنبه در آزمایش گلخانه¬ای به صورت فاکتوریل دو فاکتوره (اعمال تنش خشکی 1- مگاپاسکال از مرحله شش برگی و مرحله غوزه¬بندی بر روی دو رقم ورامین و کوکر349) در قالب طرح کاملاً تصادفی و در شش تکرار نشان داد تنش خشکی سبب افزایش قندهای محلول، پرولین، فنل و گلایسین بتائین شد و این افزایش در رقم متحمل ورامین بیشتر از رقم حساس کوکر349 بود. کلروفیل a و b و نیز کاروتنوئیدها در شرایط تنش خشکی کاهش یافتند و این کاهش در رقم حساس کوکر349 بیشتر بود. میزان مالون د¬ی¬آلدئید، پراکسید هیدروژن و نشت الکترولیت¬ها در رقم کوکر349 بدنبال اعمال تنش خشکی بیشتر از رقم ورامین بود. در رقم ورامین میزان فتوسنتز و هدایت روزنه¬ای بیشتر از رقم کوکر349 بود. بین هدایت روزنه¬ای و میزان وش بوته همبستگی معنی¬داری وجود داشت. وزن خشک، طول و سطح ریشه¬های نازک در رقم ورامین بیشتر از رقم کوکر349 بود. همچنین نتایج نشان داد رقم ورامین دارای سطح فعالیت بالاتری از آنزیم¬های سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، پراکسیداز و آسکوبات پراکسیداز در مقایسه با رقم کوکر349 است. رقم ورامین با توجه به اختصاص بیشتر ماده خشک به اجزاء زایشی، عملکرد تک بوته بیشتری در شرایط تنش خشکی در مقایسه با رقم کوکر349 داشت.