小麦属于甜土作物,目前大面积推广小麦品种普遍耐盐碱能力不强,在盐碱等不利环境条件下往往造成大幅减产。盐碱胁迫往往相伴而生,但是碱胁迫给植物造成的伤害比盐胁迫更严重。对小麦耐碱性状进行QTL定位并鉴定耐碱功能基因是保障在盐碱等不利条件下实现小麦稳产的有效途径。山融4号（SR4）是从小麦/长穗偃麦草不对称体细胞杂种中筛选出来的耐盐碱渐渗系新品系。大田及盐碱池种植实验均证实SR4具有很强的耐碱性,是研究小麦耐碱功能基因的理想材料。本论文对SR4碱胁迫应答基因TaCD1在耐碱中的功能和作用进行了研究,并利用SR4与中国春的重组自交系群体进行了耐碱性状的QTL定位。1.小麦渐渗系SR4碱胁迫应答基因TaCCD1的功能研究前期转录组分析发现SR4中的TaCCD1基因能够响应碱胁迫,我们对小麦ABD三个基因组中的TaCCD1同源基因进行了表达量分析发现7B染色体上基因表达量最高,因此选取了TaCCD1-7B作为后续研究的对象。通过对蛋白质序列分析我们发现TaCCD1具有保守的EF-hand结构域,可能作为一个钙离子结合蛋白起作用。为了验证TaCCD1的钙离子结合活性,我们构建了 TaCCD1与GST融合载体,通过在大肠杆菌中表达及亲和纯化获得了 TaCCD1蛋白,随后通过不同的方式对TaCCD1蛋白的钙离子结合活性进行了验证。首先,通过体外钙离子结合迁移实验证实了 TaCCD1具有钙离子结合的能力;其次,通过Fura2钙离子亲和探针在体外孵育情况下的激发光强度测定验证了 TaCCD1能够在体外结合钙离子;最后,通过钙离子亲和磁珠对TaCCD1进行亲和纯化证实了 TaCCD1的钙离子结合能力。通过在小麦原生质体中进行瞬时表达发现TaCCD1定位于细胞核和细胞质当中。为了研究TaCCD1的功能,我们构建了 TaCCD1的拟南芥异源过量表达转基因株系（OE）。研究发现在高pH及碱性盐处理条件下,OE系根长较野生型更长,地上部分比野生型更大。在H2O2处理条件下,OE系较野生型侧根数目明显增多;在ABA处理条件下OE系比野生型根长明显增加,表明TaCCD1基因能够增强植物的耐碱性、耐受氧化胁迫以及ABA的能力。我们通过qPCR分析发现钙离子能够显著提高SR4中TaCCD1的表达量。为了进一步分析TaCCD1与钙离子之间的关系,我们利用活细胞钙离子荧光探针对拟南芥野生型以及过表达系的钙离子含量及分布进行了检测。在正常条件下,野生型拟南芥以及过表达系中荧光强度没有明显差异,但是碱性条件下过表达系相较于野生型荧光强度更强,表明在碱胁迫下TaCCD1促进了钙离子向细胞内的释放。进一步分析发现碱胁迫处理会促进钙离子荧光信号由细胞质逐渐向细胞膜富集,且TaCCD1过表达系中该现象更显著。为了研究TaCCD1提高植物对于碱胁迫抗性的分子机制,我们利用酵母双杂交筛选了 TaCCD1的互作蛋白。通过对酵母文库的筛选初步筛选出约700个阳性克隆,经过对阳性酵母质粒进行测序筛选到约300个可能互作的蛋白。通过对筛选到的可能互作蛋白的功能预测我们挑选了一部分候选蛋白,克隆了它们的全长编码序列进行进一步的互作验证。通过全长序列酵母双杂交分析表明TaCCD1与TaCTR1、TaPID和TaPP2C在酵母中存在蛋白互作。进一步的双分子荧光互补实验（BiFC）验证了 TaCCD1与TaPID以及TaPP2C存在互作,并且互作发生在细胞膜上。拟南芥中的研究已经证实PIN2的磷酸化会导致其极性定位的改变,而PIN2是PID蛋白的磷酸化底物,我们对转化PIN2-GFP的拟南芥株系进行碱处理发现PIN2出现了极性定位的改变,表明碱胁迫处理下PIN2会发生磷酸化从而影响生长素的极性运输。TaCCD1与PID互作是否影响PIN2的磷酸化进一步影响生长素极性运输从而调控植物耐碱性值得进一步研究。此外,由于TaCCD1与乙烯信号负调控因子CTR1存在互作,外源施加乙烯前体ACC能够抑制TaCCD1转基因系的耐碱性,表明TaCCD1可能通过与CTR1的互作影响乙烯信号通路从而增强植物的耐碱性。2.SR4耐碱性状的QTL定位SR4是通过普通小麦济南177与长穗偃麦草不对称体细胞杂交筛选到的抗盐碱小麦渐渗系新品系。我们利用SR4与中国春杂交建立了重组自交系群体（RIL）,利用55KSNP芯片对138个RIL群体株系进行了 SNP基因分型,所得到的连锁群两个Maker之间的间距在0.1-0.3 cM之间。利用黄叶率作为耐碱指标进行QTL定位,初步鉴定到3个耐碱的主效QTL位点,增效位点来源于SR4。这三个QTL位点分别位于5A、1D、3D染色体,5A染色体主效耐碱基因被定位在9个cM区间内,解释了约19%的遗传变异,1D染色体耐碱基因被定位在17.8个cM区间内,解释了约1 0%遗传变异,3D染色体耐碱基因被定位在6.5个cM区间内,解释了约15%的遗传变异。选取SR4与中国春的鲜重比例作为耐碱指标,初步鉴定到3个与鲜重比例相关的主效QTL位点,分别位于1A和2B染色体。1A染色体主效基因定位于约11个cM区间内,解释了约18%的遗传变异,2B-1位点主效基因定位于约9个cM区间内,解释了约18%的遗传变异,2B-2位点主效基因定位于约14个cM区间内,解释了约15%的遗传变异。下一步将通过RIL株系与中国春回交建立次级作图群体,对不同耐碱QTL进行精细定位。