小麦(Triticum aestivum)基因组序列于2018年8月发表,为小麦基因组研究提供了重要的数据材料。本课题借助水稻和二倍体小麦(粗山羊草;乌拉尔图小麦)以及野生二粒小麦基因组,针对小麦部分同源基因可能发生置换问题,对小麦亚基因组间的部分同源基因和禾本科共有祖先加倍产生的同源基因间,进行比较基因组学分析。利用基因组内和不同基因组间存在的基因共线性,鉴定了多个小麦基因组中多倍化和物种分化关联的部分同源基因;然后生成了共线性基因列表,并构建了系统发育树,根据所构基因树与预期树在拓扑结构上的差异,推断小麦部分同源基因间可能发生的基因置换,并对可能的置换事件鉴定进行了统计学评估。通过对小麦古老重复基因以及近期重复基因间基因置换的分析,发现每个亚基因组中基因置换比例大约在1%左右,不同亚基因组之间的基因置换比例大约在2%左右。进一步统计了发生基因置换的基因在染色体上的分布,发现靠近染色体末端的基因之间发生置换的频率较高。最后,对发生基因置换的小麦重复基因进行了GO功能富集分析,发现细胞外区域等功能基因倾向于发生基因置换;膜部分基因等功能基因则表现出逃避的趋势,发现淀粉合成基因可能受到基因置换的影响。课题研究结果能够增加对小麦部分同源染色体间非正常遗传重组的认识,并有助于理解多倍化后基因组的稳定性。图18幅;表7个;参51篇。