偃麦草属(Thinopyrum)是禾本科小麦族(Triticeae)中的一个属,为多年生重要的麦类近缘物种,具有许多优良的抗病(白粉病、锈病)、抗旱和耐盐碱等基因,为小麦外源优异基因的利用提供了基础。WRKY基因家族和SnRK2基因家族在植物中普遍存在,对生物胁迫和非生物胁迫方面起着作用。本研究利用偃麦草属五个物种的转录组数据,通过生物信息学的方法从中挖掘五个物种WRKY、SnRK2基因家族的成员,进而为小麦抗逆基因的挖掘研究奠定基础。本研究的主要结果如下:1.转录组测序与组装:利用转录组测序技术对中间偃麦草(Thinopyrum intermediu m)、长穗偃麦草(Th.Elongatum)、十倍体长穗偃麦草(Th.Ponticum)、假鹅观草(Pseudoroegneria strigosa)和百萨偃麦草(Th.bessarabicum)进行测序最终得到转录本数都高达七万条,N50的长度均在1000bp以上。2.WRKY基因家族生物信息学分析:(1)序列搜索与鉴定:以植物组基因数据库下载WRKY基因家族鉴定出的基因,对其WRKY蛋白结构域的核心序列WRKYGQK和锌指结构进行比对,最终鉴定出假鹅观草、中间偃麦草、十倍体长穗偃麦草、百萨偃麦草和二倍体长穗偃麦草分别有21、29、49、33,33个家族成员。(2)蛋白的理化性质进行分析:在WRKY基因家族中百萨偃麦草的氨基酸数量最多,五个物种表现为亲水性蛋白,绝大部分蛋白稳定系数表明为不稳定性蛋白,脂溶性指数表现为脂溶性蛋白。(3)蛋白质二级结构分析中:α-螺旋和无规则卷曲所占比例最高。在α-螺旋中,百萨偃麦草TbWRKY中的含量要高于其余四个物种;而无规则卷曲,十倍体长穗偃麦草TpWRKY中的含量要高于其余四个物种。(4)构建系统进化树方面:五个物种的分类方式与玉米、水稻的分枝聚为一类,不存在单独分枝,都均分为三组,说明与五个物种有着相同的进化模式。(5)在保守基序分析方面:在WRKY基因家族中选取质量较高的42条WRKY蛋白序列,在各分组之间的保守基序是不一样的,其基序模型、数量也存在差异,匹配到的准确序列也各不相同,这些结果说明在WRKY基因家族中五个物种有不同的进化方式。在五个物种WRKY蛋白序列的10类保守基序,说明了在这两个基因家族成员之间保守性较高。3.SnRK2基因家族生物学分析:(1)序列搜索与鉴定:通过对SnRK2蛋白高度保守的激酶结构域DFGYKSSVLH SQPKIGOGPAYIAPE进行蛋白保守域的检测,最终鉴定的假鹅观草、中间偃麦草、十倍体长穗偃麦草、百萨偃麦草和二倍体长穗偃麦草这五个物种均有10个家族成员。(2)蛋白质理化性质方面:五个物种绝大部分表现为亲水性蛋白;绝大部分蛋白为不稳定性蛋白;脂溶性指数表现为脂溶性蛋白。(3)蛋白质二级结构分析:α-螺旋和无规则卷曲所占比例最高,TiSnRK2的α-螺旋的比例含量高,TeSnRK2的无规则卷曲的比例比其他四个物种高。(4)构建系统进化树分析:五个物种的SnRK2基因家族成员与玉米、水稻的分枝聚为一类,不存在单独分枝,均分为三组,说明与五个物种有着相同的进化模式,对一些ABA诱导、热胁迫和耐低温处理也有一定的诱导作用。(5)保守基序分析方面:五个物种的50条蛋白序列有10类保守基序,各分组之间的保守基序是不一样的,其基序模型、数量也存在差异,匹配到的准确序列也各不相同,说明在SnRK2基因家族中五个物种有不同的进化方式,也表明了SnRK2基因家族成员之间保守性较高。4.SnRK2基因序列克隆验证:对五个物种的SnRK2基因成员进行序列克隆,通过克隆获得的序列与原始序列进行比对,与转录组测序获得的序列一致,这为下一步基因的功能验证提供基础。