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小麦穗发芽在我国普遍发生,长江中下游冬麦区和西南冬麦区尤为严重,黄淮冬麦区和北部冬麦区穗发芽也呈加重趋势,抗穗发芽已成为重要的育种目标。小麦高产育种中,千粒重是重要目标性状之一。本研究以水稻控制籽粒休眠和籽粒大小的基因OsSdr4和OsGS3为候选基因,克隆小麦同源基因TaSdr和TaGS,分析其等位变异,发掘验证相应功能标记,主要结果如下：1.以水稻OsSdr4基因为源序列,同源克隆了小麦种子休眠基因TaSdr,该基因位于小麦第2同源群,将其分别命名为TaSdr-A1、TaSdr-B1和TaSdr-Dl,其编码区(CDS)长度分别为993bp、981bp和987bp。,小麦TaSdr基因的开放读码框略小于水稻OsSdr4基因,但与OsSdr4基因序列有较高的相似性(-75%)。小麦TaSdr基因没有内含子,与水稻OsSdr4基因一致。通过对不同小麦品种TaSdr基因序列进行多态性分析,发现TaSdr-A1基因在643bp位点存在1个SNP(G/A),其编码的氨基酸由亮氨酸(Leu)突变为脯氨酸(Pro),将G碱基类型命名为TaSdr-Ala (GenBank登录号：KF021988),将A碱基类型命名为TaSdr-Alb (GenBank登录号：KF021989)。不同品种TaSdr-B1基因在CDS区没有序列差异,而在起始密码子上游-11位点存在1个SNP (A/G),A碱基类型被命名为TaSdr-Bla (GenBank登录号：KF021990),G碱基类型被命名为TaSdr-Blb (GenBank登录号：KF021991)。不同小麦品种TaSdr-D1基因(GenBank登录号：KF0211992)没有序列多态性。2.基于TaSdr-Al基因643位点的SNP,开发了CAPS标记Sdr2A, TaSdr-Ala基因型产生1140bp特征条带,TaSdr-Alb基因型产生525/650bp特征条带。用此标记检测44份中国小麦品种,不同TaSdr-Al等位基因间发芽指数(GI)平均值差异不显著。根据TaSdr-Bl基因-11位点的SNP,开发了CAPS标记Sdr2B, TaSdr-Bla基因型产生650bp条带,TaSdr-Blb基因型产生766bp条带。利用洋小麦/中优9507RIL群体,将TaSdr-Bl基因定位于小麦2BS染色体着丝粒附近,位于SSR位点Xwmc477和Xbarc55之间,与Xwmc477紧密连锁,遗传距离为3.2cM。在Sdr2B (TaSdr-Bl)位点检测到1个与其共分离的QTL,北京、石家庄和两地点平均值的LOD值分别为3.52、2.87和3.95,可解释表型变异的7.8%、6.4%和8.7%。利用两组中国小麦品种对TaSdr-Bl基因进行分析,TaSdr-Blb基因型GI值显著高于TaSdr-Bla基因型。用两个与小麦籽粒休眠相关基因TaSdr-Bl与TaVp-1进行联合检测,可以有效提高检测的准确性。3.小麦TaSdr-Bl等位基因在不同国家的分布频率存在较大差异,日本品种TaSdr-Bla分布频率最高(62.5%),而德国、罗马尼亚、俄罗斯、乌克兰和塞尔维亚的材料中没有TaSdr-Bla基因型。TaSdr-Bla基因型在中国品种中的频率为37.4%,长江中下游冬麦区比例最高(48.9%),西南春麦区次之(41.9%),新疆冬春麦区最低(14.8%)。4.以水稻OsGS3基因为源序列,同源克隆了小麦7DS染色体上的TaGS基因,将其命名为TaGS-Dl,该基因含有3个内含子和4个外显子,cDNA序列总长为255bp,编码85个氨基酸。小麦TaGS-D1基因cDNA序列和编码的氨基酸序列与水稻OsGS3基因有较高的相似性,分别为75.5%和72.2%。不同小麦品种TaGS-D1基因编码区没有序列差异,但在第1内含子区存在1个SNP,第2内含子区存在30个SNP、1个3bp的InDel和1个40bp的InDel,将有40bp插入序列的基因型命名为TaGS-Dla(GenBank登录号：KF687956),另一序列命名为TaGS-Dlb(GenBank登录号：KF687957)。5.根据TaGS-D1基因第2内含子中40bp的InDel,开发了1个共显性标记GS7D,用于检测TaGS-D1的两个等位基因,TaGS-D1a基因型扩增产生562bp条带,TaGS-D1b基因型扩增产生522bp条带。利用豆麦／石4185RIL群体,将TaGS-D1基因定位于小麦7DS染色体末端,与SSR位点Xbarc184的遗传距离为7.9cM。在GS7D (TaGS-D1)位点检测到1个与千粒重河粒长相关的QTL,在北京、石家庄和两地点平均值3个环境下,最高可解释千粒重表型变异的14.6%,解释粒长表型变异的6.8%。应用GS7D标记检测了175份中国小麦品种,TaGS-D1a基因型千粒重显著高于TaGS-D1b基因型。用与小麦粒重相关的两个基因TaGS-D1和TaCwi-Al进行联合检测,可以显著提高检测的准确性。6.用GS7D对19个国家的1061份品种进行检测,塞尔维亚、日本、澳大利亚和加拿大小麦中TaGS-D1a基因型分布频率较高,分别为90.0%、87.5%、87.1%和83.3%,德国和挪威TaGS-D1a基因型频率最低,仅为8.1%和4.5%。中国小麦品种TaGS-D1a基因型频率为80.0%,其中东北春麦区最高(96.7%),北部冬麦区次之(87.7%),西北春麦区最低(64.3%)。本研究首次报导了TaSdr和TaGS位点的等位变异,发掘并验证的两个基因特异性标记Sdr2B和GS7D对小麦分子育种有重要应用价值。