大灰藓（Hypnum plumaeforme Wilson）是一种分布广泛,生境多样的苔藓,具有较强的耐旱能力。水分条件限制了植物的分布,干旱影响作物收成,是威胁全球作物安全的非生物胁迫因子。本研究以大灰藓为研究对象,通过设置不同时长（7 d、14 d、21 d）的自然干旱处理和不同时长（1d、3d、5 d）的复水处理,分析大灰藓配子体在干旱胁迫和复水条件下的形态变化和生理响应;通过代谢组学手段,挖掘大灰藓在干旱胁迫和复水条件中起主要作用的代谢物质及其功能,旨在解释大灰藓响应干旱和复水的分子机制,以期丰富植物抗旱机制的研究资料,为荒漠戈壁等缺水地区的植被修复提供理论依据。本文主要研究结果如下:1与对照组相比,大灰藓的叶绿素在干旱胁迫和复水条件下的变化较小,说明大灰藓在干旱胁迫下对光合系统保护能力较强。丙二醛的含量和POD（peroxidase）、SOD（superoxide dismutase）活性在干旱胁迫下上升,在复水条件下下降,说明干旱胁迫导致大灰藓的活性氧含量增加,对生物膜造成了损伤,大灰藓通过抗氧化酶的活性上调清除活性氧,保护膜系统。在复水条件下,大灰藓的可溶性蛋白含量增加,可能是复水后,大灰藓迅速恢复了生命活动,对干旱造成的损伤进行修复。2通过代谢组学分析可知,在干旱胁迫下,共注释出235个各比对组共有的差异代谢物,分为包括了羧酸及衍生物、脂肪酰基、黄酮类和有机氧化合物等在内的43个亚类以及1个未知分类。在P＜0.05和VIP＞1的条件下筛选出20条3组共有的代谢通路。黄曲霉毒素上调,说明干旱胁迫导致大灰藓生成毒性物质对机体造成破坏。在干旱胁迫下,L-丝氨酸、L-脯氨酸、L-异亮氨酸等氨基酸显著上调,氨基酸作为主要的渗透调节物,提高了大灰藓的渗透压,增强了对水分的吸收能力和减少水分流失,同时利用氨基酸进行信号转导,对环境迅速作出响应,还能清除氨毒、消耗过剩能量和保护光呼吸系统。干旱胁迫下,柠檬酸、异柠檬酸和琥珀酸的含量下调,1,6-二磷酸果糖的含量上调,积累糖类物质,增加渗透压,同时减少能量生成,减少机体的生命活动,降低干旱造成的伤害。3在复水条件下,共注释出139个各比对组共有的差异代谢物,分为包括了羧酸及衍生物、脂肪酰基、黄酮类和有机氧化合物等在内的37个亚类以及1个未知分类。在P＜0.05和VIP＞1的条件下筛选出28条3组共有的代谢通路。在复水条件下大灰藓以修复干旱造成的伤害和迅速恢复各项生命活动为主。氨基酸和信号转导相关的通路表达量高,氨基酸继续进行积累,增强大灰藓的吸水能力;不饱和脂肪酸含量上升,增加膜的流动性和延展性,这可能是大灰藓能短时间内吸水饱和以及对环境快速响应恢复生命活动的主要原因之一。柠檬酸上调,蔗果三糖下调,能量大量生成,合成类黄酮和香豆素类代谢物,对机体的损伤进行修复,同时元素吸收代谢通路表达,恢复生命活动。4通过干旱胁迫和复水处理的代谢组学比较,得出L-异亮氨酸、瓜氨酸等在干旱胁迫中上调,在复水处理中下调,这可能是大灰藓在抵御干旱胁迫的主要原因之一。而赤藓醇在干旱胁迫中下调,在复水处理中上调,这可能是大灰藓能迅速吸水饱和的主要原因之一。此外,大灰藓在干旱胁迫和复水处理中类黄酮物质也不同,干旱胁迫中毛地黄黄酮含量上调,复水处理中异鼠李素和异甘草素含量上调。