تنش خشکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده‌ی عملکرد پنبه در مناطق خشک و نیمه‌خشک است. در این مطالعه، پاسخ دو ژنوتیپ حساس (GISV-328) و متحمل (G. Cot 16) با استفاده از داده‌های فنوتیپی، فیزیولوژی و ترنسکریپتوم بررسی شد. ژنوتیپ متحمل در شرایط کم‌آبی توانایی بیشتری در حفظ وضعیت آبی، پایداری غشا، کارایی فتوسنتز و تنظیم اسمزی داشت، در حالی که ژنوتیپ حساس آسیب اکسیداتیو بیشتری نشان داد. تحلیل RNA-Seq، ۱۴۶۵ ژن با بیان تفاضلی را شناسایی کرد که در مسیرهای انتقال پیام هورمونی (به‌ویژه ABA)، سیگنالینگ MAPK، متابولیسم اسیدهای آمینه و کربوهیدرات‌ها، بیوسنتز متابولیت‌های ثانویه و پاسخ‌های آنتی‌اکسیدانی غنی بودند. افزایش بیان فاکتورهای رونویسی NAC، WRKY، bHLH و DREB و نیز ژن‌های مرتبط با پروتئین‌های شوک حرارتی و گروه LEA مشاهده شد که نشان‌دهنده‌ی شبکه‌های تنظیمی پیچیده است. در ژنوتیپ متحمل، فعال‌سازی قوی‌تر مسیرهای تنظیم اسمزی، دفاع آنتی‌اکسیدانی و متابولیسم انرژی دیده شد، در حالی که ژنوتیپ حساس پاسخ‌های محدودتری نشان داد. همگرایی سیگنال‌های کلسیم، ABA و ROS به‌عنوان محور اصلی تنظیم پاسخ به خشکی شناسایی شد. به‌طور کلی، تحمل خشکی در پنبه نتیجه‌ی تعامل هماهنگ مسیرهای سیگنالینگ، تنظیم رونویسی و سازوکارهای متابولیکی است که همئوستازی سلولی را حفظ و سازگاری را افزایش می‌دهد.