由于全球气候变化,干旱发生的更加频繁和广泛,干旱成为限制植物生长和生产最突出的非生物胁迫之一。作为地带性草原植被的建群种,小针茅（Stipa klemenzii）和大针茅（S.grandis）沿着水分梯度广泛分布,对各自水分条件有很强的适应性,了解两种针茅对干旱胁迫的耐受性,揭示响应机制,有助于进一步认识欧亚草原东端植被与环境的关系,揭示针茅草原替代性分布的本质。本项研究以两种针茅为对象,设计两种针茅幼苗30%PEG-6000模拟干旱胁迫处理10h、20 h与30 h的控制实验,观察记录二者叶片与根系表型的变化,测试分析其生理生化指标的响应,并通过转录组测序技术（RNA-Seq）,探究两种针茅响应干旱胁迫的分子机制。主要研究结果如下:1.两种针茅表型与生理生化特征对干旱胁迫的响应。（1）在表型方面,大针茅比小针茅更易于受到干旱胁迫的影响。（2）在光合生理及内源激素含量方面,随着干旱胁迫的增强,两种针茅叶片光合气体参数与总叶绿素含量均显著降低,脱落酸含量均显著增加。（3）在细胞膜透性方面,干旱胁迫导致两种针茅叶片电导率（REC）显著升高,小针茅和大针茅根系REC分别在胁迫初期和后期显著下降。两种针茅叶片与根系中的丙二醛（MDA）含量均随着干旱胁迫的增强而显著增加,并且叶片MDA含量均高于根系。（4）就渗透调节物质而言,可溶性蛋白（BCA）和脯氨酸（Pro）含量在小针茅中随着干旱胁迫增强而显著增加。大针茅叶片BCA含量在干旱胁迫前期显著降低,根系在干旱胁迫中期显著增加。随着干旱胁迫增强,大针茅叶片Pro含量显著增加,根系呈现先降低后增加的趋势。（5）过氧化氢酶（CAT）活性在两种针茅叶片和大针茅根系中随着干旱胁迫增强而显著降低,在小针茅根系干旱胁迫后期显著增强。苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性在小针茅中随着干旱胁迫增强而显著降低,在大针茅叶片随干旱胁迫增强呈现出先增强后降低的趋势,在根系随干旱胁迫增强而显著降低。2.干旱胁迫下两种针茅的转录组分析。（1）小针茅和大针茅分别筛选出差异共表达基因905个和108个、共表达差异基因18734个和7188个。（2）构建WGCNA关键模块差异表达基因（DEGs）共表达网络,得到小针茅和大针茅Hub基因分别为7个和9个,识别到的显著富集转录因子有MYB、NAC、WRKY、AP2-EREBP和b HLH等。（3）对两种针茅识别到的DEGs进行功能注释,二者同时显著富集的通路有光合作用、植物激素信号转导和次生代谢物合成。经过挖掘,识别到大量功能基因及其编码的酶。例如与卡尔文循环和光呼吸相关的ALD、FBP、CAT、GOX和SHMT,与脱落酸合成和信号转导相关的NCED、PYR/PYL、ABF、PP2C和Sn RK2,以及与黄酮类生物合成相关的PAL、CHI、FLS、F3H和DFR。3.两种针茅响应干旱胁迫的分子机制。（1）受到干旱胁迫后,在光合作用方面,两种针茅都可以通过关闭气孔、减小蒸腾速率,从而减少水分丧失。小针茅还会上调表达与光合作用相关的酶,通过光呼吸调控碳通量,实现光合的补偿效应,进而提高光合活性促进生长。（2）受到干旱胁迫后,在植物激素信号转导方面,两种针茅通过积累大量ABA,激活下游信号分子,进而诱导脱水耐受保护性蛋白表达和MDA、Pro等代谢物合成。同时ABA积累引起叶片气孔关闭,减少水分丧失,从而增加针茅对干旱胁迫的抵抗力。针茅叶片中的ABA含量远高于根系,表明在应对干旱胁迫时,叶片中植物激素信号转导发挥主要作用。此外,不论是ABA含量还是ABA相关信号转导分子的表达,小针茅的表现均优于大针茅,表明小针茅能够通过更强的植物激素信号转导提高对干旱的耐受能力。（3）受到干旱胁迫后,在次生代谢物合成方面,小针茅和大针茅分别以根系和叶片为主积累黄酮类产物来提高其抗氧化能力。值得注意的是,与黄酮类合成相关的多数功能基因在大针茅中表达上调,这意味着黄酮类合成主要在大针茅抗旱中发挥作用。小针茅是荒漠草原的建群种之一,其分布区年平均降水量在150-250 mm之间;大针茅是典型草原的建群种之一,分布区年平均降水量在250-350 mm之间的区域。可见,与大针茅相比较,小针茅更能够适应干旱环境。本项研究表明,小针茅在水分亏缺的时候,能够通过光合的补偿效应提高其光合活性,植物激素信号转导方面的抗旱表现优于大针茅,黄酮类次生代谢物合成在大针茅抗旱中发挥主要作用。上述结论阐明了小针茅与大针茅水分适应机理,丰富了对两种针茅耐旱性差异的认知。同时,对于挖掘植物抗旱基因资源,理解欧亚草原东端的植被演化也具有重要的参考价值。