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干旱是影响小麦种植区域分布和产量最严重的非生物胁迫之一。研究小麦在干旱胁迫下转录组的变化，对揭示小麦等禾谷类作物抗旱机理及遗传改良有重要意义。本研究利用基因芯片杂交分析了普通小麦A基因组供体祖先种二倍体野生一粒乌拉尔图小麦在不同水分胁迫和恢复时期条件下转录组学变化，同时观察其形态和生理变化。在水分胁迫开始后1h、6h、12h、24h、48h、72h和水分恢复开始后6h、24h、72h分别对叶片和根取样，测定脯氨酸含量和鲜重，同时提取RNA做基因芯片杂交。对鉴定的差异表达基因做GO和代谢通路富集分析;用蛋白质功能域搜索方法鉴定受水分胁迫影响的转录因子基因;用TF-cluster、ARACNE算法构建基因调控网络，主要得到以下研究结果。 1.鉴定出了大量响应水分胁迫的基因。叶片中共有1691个基因上调，1238个基因下调。根中有2175个基因上调，2359个基因下调。其中在叶片和根均上调的基因包括编码脱水素、胚胎后期丰富蛋白和乙醛脱氢酶等已知的与干旱响应相关的基因。在叶片和根均下调的基因包括编码苯丙氨酸解氨酶、细胞壁相关激酶、多胺氧化酶等已知的与干旱响应相关的基因。除了这些已知的与干旱响应相关的基因外，本研究鉴定的其他多数受水分胁迫诱导表达的基因具体的功能机制尚不清楚，有待进一步深入研究。这些基因可能在植物应对水分胁迫过程中发挥重要作用。 2.“响应水分胁迫”、“响应非生物刺激”及其他许多与水分胁迫相关的生物学过程显著富集，此外还发现了一些新的先前未报道的可能参与水分胁迫调控的生物学过程，如跨膜运输过程、L-苯丙氨酸代谢过程、脂质运输过程等。在叶片中富集的GO词条有“响应生长素刺激”、“双元信号转导系统”、“光合作用”、“有机酸分解过程”等;在根中富集的GO词条有“跨膜运输”、“谷氨酸代谢过程”、“脂质运输”等。生物学过程“对水分的响应”和“L-苯丙氨酸分解过程”在叶片和根均显著富集，说明这两个过程在植物应对水分胁迫过程中均发挥重要作用。代谢通路富集分析显示一些植物激素前体物质的代谢过程显著富集，比如亚油酸、类胡萝卜素、色氨酸和苯丙氨酸等，它们分别是茉莉酸、脱落酸、生长素和水杨酸的前体物质。还发现了其他一些受水分胁迫影响的重要代谢通路，如碳水化合物代谢、光合作用、细胞壁代谢、氧化磷酸化等参与了水分胁迫调控过程。这些结果丰富了对水分胁迫下植物调节机制的认识。 3.分布于29个家族的186个转录因子基因显著响应水分胁迫。其中8个转录因子家族包含近70％响应水分胁迫的转录因子基因，WRKY和bHLH占全部响应转录因子的比例最高，均为13％。叶片中表达倍数变化较大的包括TRIUR3_11780和TRIUR3_06231等可能参与ABA、水杨酸和茉莉酸信号转导的转录因子基因，根中表达倍数变化较大的包括TRIUR3_19891、TRIUR3_34295、cp34426_c0_seq3等可能响应胁迫信号、调节根发育的转录因子基因。 4.水分胁迫处理显著增加了乌拉尔图小麦叶片和根组织的脯氨酸含量，胁迫解除后，脯氨酸含量逐渐恢复到对照水平。水分胁迫同时诱导了编码△1-二氢吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸-δ-氨基转移酶(δ-OAT)两个关键酶基因的表达，说明脯氨酸含量增加可能是谷氨酸合成途径和鸟氨酸合成途径共同作用的结果。 5.通过构建的基因调控网络，对一些转录因子的靶基因进行了预测。经分析发现，调控脯氨酸合成的关键酶基因P5CS可能受TRIUR3_35146(MYB)和TRIUR3_05289(Hox7)两个转录因子的共同调控。 本研究完成的转录组学分析有助于更好地揭示与理解乌拉尔图小麦中参与水分胁迫和干旱响应的信号转导途径，研究结果可为普通小麦抗旱性的遗传改良提供基因和分子标记资源。