干旱胁迫是导致粮食产量损失的最重要非生物胁迫之一。本项目聚焦"植物对干旱的耐受性"这一核心科学问题，以"干而不死、死而复生"的极端耐干植物为研究对象，系统开展齿肋赤藓适应水分变化的形态及结构基础、耐干性状的适应性进化、耐干胁迫分子调控机制及耐干基因挖掘利用等方面研究，取得系列原创性成果：

1. 阐明了干燥-复水过程中细胞器适应水分变化的特殊组分及结构基础。发现完全脱水状态下，细胞膜结构保持完整而不崩解；揭示了叶片芒尖适应干燥大气吸水的结构基础及生物物理学机制。该成果以封面文章发表在Nature Plants上，成为建刊以来十篇最具影响力文章之一，并被Science评述。

2. 基于多组学及大数据开展耐干性状的适应性进化研究。发表了全球第一个植株体耐干苔藓基因组，发现和定位耐干演化过程中四次古老的大规模基因加倍事件，靶向780个耐干正向选择和快速演化基因/模块。搭建包含26个复苏植物的首个耐脱水植物基因组数据库平台，极大加深了环境变化生物响应的理论认知。

3. 创新性开展耐干胁迫分子调控机制研究。建立了首套耐干苔藓高效配子体再生体系及系列分子操作体系；发现耐干苔藓存在特殊的mRNP库，且存在蛋白质"相分离"过程来快速感知环境变化；构建首个植物耐干基因调控网络。

4. 深入挖掘抗逆相关基因60余个，并进行"高抗、促生"农作物新种质创制。通过基因过表达等技术进行棉花等农作物遗传育种，获得了抗逆和生长"双赢"的优势性状聚合新材料40余份。具有"从0-1"的创新性突破前景。