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WUSCHEL-related homeobox(WOX)基因家族是植物特异的转录因子,在植物组织和器官发育命运决定中具有重要的调控作用,其显著特征是具有同源结构域(Homeodomain)。小麦(Triticum aestivum L.)是世界上重要的粮食作物之一。本研究利用生物信息学对小麦WOX基因的进化、结构及表达模式进行了详细分析,并对Ta WUS基因的功能进行了初步研究,主要结果如下:下载拟南芥WOX基因,使用HMMER3.0建立隐马尔科夫模型序列谱,在小麦氨基酸序列数据库中使用建立的模型序列谱对小麦氨基酸序列数据库进行检索,在小麦基因组中共检测到80个WOX基因,其中A、B、D基因组分别含有23、26和29个,另有2个WOX基因定位不明确。进化树分析结果表明,这些WOX基因位于三个分支上即古代进化支、中间进化支和现代进化支。其位于Homeodomain的三个螺旋中的氨基酸残基保守性较高。定量PCR的结果显示,来自A、B、D基因组的WOX同源基因的表达趋势相似。根据检索结果的期望值、进化树和结构域分析以及表达模式分析结果,鉴定到小麦基因组中的WUS同源基因,命名为TaWUSA、TaWUSB和Ta WUSD。根据表达量水平的高低我们选择Ta WUSB作为主要的研究对象。亚细胞定位实验显示TaWUSB定位于细胞核。原位杂交实验结果显示,该基因在早期营养苗端分生组织和幼叶中的表达量较高。为解析Ta WUSB基因的功能,构建了Ta WUSB的过表达载体并侵染拟南芥,转基因植株具有茎生叶花序分枝增多、茎生叶卷曲以及雌蕊发育缺陷等表型。继而,构建了转化小麦的TaWUSB过表达载体,以小麦CB037的幼胚为受体,进行农杆菌介导的遗传转化实验,对获得的阳性转基因小麦植株进行表型观察,发现均呈现高位分蘖、多穗的表型,即在地上部节间伸长的部位形成腋生穗。结果提示,提高TaWUSB的表达水平能够促进高节位腋生分生组织的持续发育,推测TaWUSB能够促进茎端干细胞的活动。小麦高节位分蘖的表型将为深入研究Ta WUS在调控小麦株型发育中的功能提供重要线索。本研究通过小麦全基因组序列分析,对WOX基因家族进行了分类和鉴定,在此基础上,对TaWUSB的功能进行了初步分析。实验结果为研究WOX基因调控小麦发育的分子机理提供了新的资料。