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小麦(Triticum aestivum L.)是我国第二大作物，主要种植在干旱半干旱地区。随着我国水资源的日益匮乏，研究小麦抗旱的遗传机制，培育抗旱小麦新品种，对于应对水资源危机和保障粮食安全具有重要意义。植物抗旱遗传和分子机理研究在模式植物拟南芥(A.thaliana)上取得了很大进展，但是对于农作物特别是小麦的研究还很不充分。现有研究表明，脱水素在植物抗旱反应中具有重要作用，与抗旱相关的脱水素基因在小麦上研究得较少。因此本文对小麦的脱水素基因进行了一些分子生物学研究，得到如下结果：
首先设计特异引物，利用RT-PCR和RACE的方法对普通小麦晋麦70干旱处理的幼苗的cDNA进行扩增，克隆测序得到了7个不同的小麦脱水素基因Tadhn3Jm70,Tadhn4Jm70,Tadhn5Jm70,Tadhn7Jm70,Tadhn9Jm70和Tadhn11Jm70,以及Tadhn12Jm70的全长cDNA，两个脱水素基因的部分cDNA序列Tadhn-1Jm70,Tadhn-5Jm70。从晋麦70基因组中分离得到4个脱水素的基因组序列，分别为Tadhn3Jm70g,Tadhn7Jm70g,Tadhn9Jm70g，Tadhn11Jm70g。根据它们编码的蛋白序列进行分析，Tadhn3Jm70,Tadhn5Jm70,Tadhn7Jm70和Tadhn9Jm70为YSK2类脱水素基因，Tadhn11Jm70和Tadhn12Jm70为SK3类脱水素基因，而Tadhn4Jm70单独分为一类，属于K2类脱水素基因。
同时还从4个抗旱性不同的普通小麦品种中国春，济南13，鲁麦21，济旱044和近缘物种野生二粒小麦(T.dicoccoides)，滨麦(L.mollis)，中间偃麦草(Ag.intermedium)，伪鹅观草(Pd.stipifolia)的基因组中，克隆得到了了脱水素基因Tadhn9的同源序列，共18个。对这些基因的核苷酸序列和预测编码的氨基酸序列进行比对分析，结果说明脱水素基因Tadhn9Jm70的同源序列在小麦近缘种属和不同品种间存在丰富变异：编码区大小从447bp到459bp不等，内含子区从79bp到94bp不等，有的还没有内含子；而且编码区和内含子区的核苷酸序列也有差异。这说明Tadhn9Jm70在小麦中及近缘物种中存在多个不同的拷贝，可能在进化上有所不同。
本研究构建了Tadhn9Jm70的原核表达载体，在大肠杆菌中成功表达，蛋白大小与预测的一致，大约为15kDa。另外，构建了CaMV35S-GFP和脱水素Tadhn9Jm70的融合表达载体，用基因枪法转化洋葱表皮细胞进行了亚细胞定位。结果表明，Tadhn9Jm70表达产物定位在细胞质和细胞核中，推测这种定位与脱水素的保护功能有关。表达谱分析表明，Tadhn9Jm70在小麦幼苗中的表达受PEG、盐和ABA的诱导，并且随着处理时间的延长表达量逐渐上升。这说明脱水素Tadhn9Jm70受逆境诱导表达，与小麦的抗旱有关。
为了克隆更多的小麦干旱应答基因，我们利用cDNA-AFLP的方法对在PEG(20％)胁迫处理下晋麦70幼苗的基因表达进行差异显示，克隆测序得到了18个与水分胁迫相关的差异表达基因片段，其中上调表达的有13个，下调表达的有5个。上调表达的基因包括p4t5(硫氧还蛋白)、P9t4((△)1-吡咯啉-5-羧酸合成酶)、P10t3a(自由基诱导的细胞凋亡蛋白)、P10t4(ariadne类似蛋白/泛素蛋白连接酶E3)、P37t2(镁卟啉原-Ⅸ-单甲基酯环化酶亚基)、P10t3b(配体效应调节因子)、P25t3(铁氧还蛋白-NADP(H+)氧化还原酶)和一些产物未知的受逆境诱导的基因如P13t6(whgc1102)、P18t3(CK208226)、P23t3(rwhsc6o03)、P29t3(whsd11h03)等。下调表达的基因有蛋白翻译延伸因子、线粒体Fo-ATP酶D链蛋白等。这些结果表明cDNA-AFLP是筛选小麦干旱相关基因的有效方法。这些差异表达的基因对于进一步研究小麦的抗旱反应以及抗旱机制有着重要的意义。