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作物在干旱、高温、低温或高盐等非生物胁迫后其生长发育会受到影响,并最终导致产量降低。研究表明,植物中CBL和WRKY两个基因家族在应答胁迫反应中具有重要的调控功能。本研究以小麦为研究对象,从全基因组水平对TaCBL和TaWRKY两个基因家族进行了生物信息学分析,最终克隆鉴定了6个TaCBL基因及7个TaWRKY基因,完成了小麦逆境胁迫前后基因表达水平分析和转基因功能鉴定,以期为小麦抗逆分子机理积累有价值的信息和资料。主要结果如下：1.克隆了6个小麦TaCBL基因,分别命名为TaCBL1、TaCBL2、TaCBL3、TaCBL4、TaCBL5、 TaCBL6、通过序列分析发现TaCBL基因分别含有292、213、226、225、225、215个氨基酸残基,蛋白质结构分析表明,6个TaCBL基因都含有4个典型的钙结合蛋白必须的EF-hand结构域,TaCBL2含有2个CBL基因必须的N-豆蔻酰化位点,其它TaCBL基因含有1个N-豆蔻酰化位点。通过对小麦、水稻、拟南芥的CBL基因进行遗传进化分析,发现CBL基因共分成4组,其中TaCBL3、TaCBL4和TaCBL5归入了其中1组,其它3个基因分别归入其它3组,预示TaCBL基因可能有不同的生物学功能。2.对6个TaCBL基因在不同组织器官的表达分析表明,TaCBL基因的表达具有组织特异性,TaCBL3和TaCBL4基因在雄蕊中高丰度表达而在其它器官中表达量极低。对6个TaCBL基因在胁迫处理下的表达分析表明,TaCBL基因对胁迫的响应较慢,暗示这些基因不是处于调控的最上游；同一TaCBL基因对不同胁迫处理有着相似的应答模式,如TaCBL1在高温、ABA、氧化、高盐、干旱胁迫中,胁迫初期其表达量微量下调,但到12h时,其表达量出现了剧烈上调,说明同一CBL基因可能参与了植物的多种胁迫应答反应；同一胁迫处理,不同的TaCBL基因也有着相似的应答反应,如高温处理时,6个TaCBL基因都出现了上调表达,干旱胁迫时,TaCBL5和TaCBL6基因都出现了持续剧烈的上调表达,说明不同的TaCBL基因可能存在功能上的冗余；同一TaCBL基因对不同的逆境处理有的也存在着截然不同的应答机制,例如TaCBL4基因在高温处理时,其出现了持续上调表达的应答模式,但在ACC、MeJA处理时却出现了持续下调的表达模式。3.通过对6个TaCBL基因在拟南芥中超表达对其功能进行了分析,结果表明,超表达TaCBL1、 TaCBL2、TaCBL5、TaCBL6基因的拟南芥植株其耐盐性降低,超表达TaCBL4基因的拟南芥植株耐盐性和抗旱性得到了提高；超表达TaCBL1、TaCBL2基因的拟南芥植株其抗旱能力反而下降；TaCBL2、TaCBL4基因可能参与了小麦对钾离子的吸收和转运；TaCBL2、TaCBL3基因在小麦的高温应答反应中起作用。4.在实验室前期工作基础上,我们对7个小麦TaWRKY基因进行了功能分析。结果表明,超表达TaWRKY10基因促进拟南芥提前开花,超表达TaWRKY53a基因拟南芥侧根增多。TaWRKY53a、TaWRKY68a、TaWRKY71、TaWRKY72b基因的超表达提高了拟南芥的抗旱能力。TaWRKY10基因的超表达提高了拟南芥的耐热性。