干旱作为非生物胁迫,对作物的生长状况和生理功能造成影响,最终导致植物代谢紊乱甚至死亡。大豆作为一种重要的经济油料作物被世界人们广泛栽培。与大豆相比,野大豆含有高蛋白,对不良环境的适应能力也更强。本研究以野大豆和大豆为实验材料,先通过沙基培养幼苗使其正常生长,待幼苗长出到第三片三出复叶时期,再用5%PEG-6000模拟干旱胁迫处理14天之后,测定野大豆和大豆的生长参数,同时利用气相色谱-质谱(GC-MS)为基础的代谢组学方法,对野大豆和大豆幼苗叶片的差异代谢产物进行分析,比较研究野大豆和大豆的生长状况和代谢组学的变化机理,阐明了野大豆的耐旱机制。通过生长表型状况评估综合反映出野大豆比大豆受干旱影响较小。在干旱环境下,野大豆的根长增加,并且有较高的根冠比,而大豆的根长受到了显著抑制,且根冠比降低。此外,野大豆比大豆的耐旱性能源自于野大豆中显著积累的有效的氨基酸代谢物如酪氨酸、丝氨酸、甘氨酸、脯氨酸和有效的小分子糖醇类化合物诸如木糖醇、甘露糖、甘露醇、木糖等以及与半乳糖代谢相关的化合物如半乳糖醇、肌醇、蔗糖、山梨糖醇、棉子糖、甘油等;有机酸类代谢物如戊二酸、丙二酸、葡庚糖酸、茉莉酸和部分脂肪酸;次生代谢化合物诸如阿魏酸、水杨酸、角鲨烯以及没食子酸。此外与呼吸途径相关的化合物比如葡萄糖-1-磷酸、果糖-1,6-二磷酸、柠檬酸、琥珀酸、马来酸、6-磷酸葡萄糖酸、葡萄糖酸、D-甘油酸、葡萄糖内酯在野大豆中也显著积累。这表明在干旱胁迫下,野大豆能够改变生长状况以及增强呼吸代谢途径如维持稳定的TCA,增强糖酵解产生更多的能量和磷酸戊糖途径产生更多的还原力来抵御干旱胁迫。本研究通过比较研究干旱胁迫下野大豆和大豆相关的生长反应与代谢组学的变化,揭示了野大豆的耐旱机制,这就为获得野大豆优良抗旱基因以及研究野大豆的耐旱遗传途径提供了重要的参考价值,发展干旱地区大豆种植、了解大豆进化以及大豆耐旱品种的选育奠定了理论基础。