内蒙古包头市白云鄂博矿是我国最重要的稀土矿区,主要富含铈、镨等稀土元素,该地区干旱少雨,土壤贫瘠,重金属污染严重。苔藓是一类变水植物,能够适应多种生境,具有涵养水源、防止水土流失的重要作用。苔藓结构简单,对基质中的重金属和稀土元素有很强的吸收富集能力,在矿区重金属污染监测、治理和生态系统的植被恢复与重建方面发挥重要作用。大灰藓（Hypnum plumaeforme）分布广,适应性和重金属富集能力较强,可进行大规模人工养殖。目前人们对大灰藓在重金属胁迫下的光合色素的变化情况,监测大气重金属污染、体内萜类物质的提取等方面进行了研究,但对大灰藓在铈（Ce）胁迫下的适应性研究鲜有报道。因此本实验通过对不同Ce处理下大灰藓生理生化指标和转录组数据的分析,探究Ce对大灰藓生长的影响,同时也为进一步研究大灰藓进行矿区生态修复及用于稀土元素指示方面奠定基础。具体研究结果如下:1、五个不同浓度CeCl3溶液（0、10、50、100、300 mg/kg）处理下,随着处理浓度的增加,大灰藓的生物量、配子体长度、分枝数及相对含水量都呈现先上升后下降的趋势,并都在处理浓度为50 mg/kg下达到最大值,表明此处理浓度显著促进了大灰藓的生长发育。2、在不同浓度Ce处理下,大灰藓的叶绿素含量、抗氧化系统中的酶促系统以及渗透调节物质的变化趋势都是一致的,当处理浓度逐渐增加,整体都是先上升后下降,在处理浓度为50 mg/kg时,这些生理指标都达到最大值,说明大灰藓在一定浓度的Ce胁迫处理下能通过提高自身的光合效率、酶的活性、维持细胞内外渗透平衡来缓解Ce的毒害保持自身的生长发育。3、通过对五个浓度处理下的15个样本进行转录组测序,由测序结果分析可知,共获得了105.54 Gb Clean Data,得到了134813个unigenes。通过筛选,与对照组相比,在Ce为50 mg/kg的处理下,筛选出的DEGs最多,共有10354个,在此浓度的处理下,上调基因起着主导作用。通过KEGG富集,分析发现大部分的DEGs都显著富集在苯丙烷类生物合成、植物激素信号转导、类黄酮生物合成、油菜素内酯生物合成和光合作用这些通路上,并且发现DEGs主要富集在代谢通路中,表明在响应不同程度Ce胁迫时,次生代谢通路中基因的调节对大灰藓生长发育起到重要的作用。其中编码HSP、SOD的差异表达基因显著上调表达,表明提高体内抗氧化水平也是大灰藓增强Ce耐性的重要机制之一。本研究首次对不同浓度Ce处理的大灰藓进行了转录组测序。与其相关的植物生长状况、生理生化指标及转录组结果说明了大灰藓对Ce胁迫的动态响应机制,为更好地了解大灰藓响应Ce胁迫的机理机制提供有价值的信息,为其后续研究利用大灰藓进行稀土矿区生态修复及用于稀土元素探矿指示方面奠定了良好的基础。