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温光敏雄性不育系小麦(Triticum aestivum)的育性受温度和光照的控制,利用这一特性可以实现小麦杂种优势的利用。百农不育系(Bainong sterility,BNS)作为一种良好的小麦温光敏雄性不育系材料,在小麦的杂种优势利用中极具潜力。然而,BNS的雄性不育关键基因和败育机理目前尚不明确。本研究基于不育系和可育系BNS的花药基因表达谱芯片数据,发现一个乙烯响应转录因子(Ethylene response factor,ERF)基因在两系花药存在差异表达情况,将其命名为TaERF7。通过生物信息学、荧光定量技术和遗传转化技术对TaERF7进行序列分析、表达分析和功能验证,同时利用亚细胞定位、原核表达、酵母单杂技术对TaERF7开展研究,得到以下研究结果:1.TaERF7编码的蛋白质为含219个氨基酸的转录因子。分析蛋白序列发现,TaERF7蛋白含有AP2结构域和2个EAR基序,是一个转录抑制因子。酵母自激活检测发现TaERF7没有自激活活性,EAR基序的突变不改变自激活活性。TaERF7定位在细胞核中,具有转录因子的特征。原核表达结果显示TaERF7融合蛋白具有良好的可溶性,诱导融合蛋白表达最适的IPTG浓度为0.5 mmol/L,纯化融合蛋白时最适使用的咪唑缓冲液浓度为50 mmol/L。2.TaERF7启动子区含有多个低温和光响应元件,研究发现TaERF7在BNS中受到低温和短日照的诱导上调表达,而在高温和长日照的环境中下调表达。在不同播期BNS的药隔期幼穗和减数分裂期花药中,TaERF7的表达量随着播期的推迟逐渐降低。同时,在BNS的不同组织和器官中,TaERF7均有表达。3.酵母单杂实验说明TaTMS5是TaERF7的下游靶基因。在不同播期BNS的药隔期幼穗中,TaTMS5与TaERF7的表达量表现出相反的变化趋势,且具有显著的负相关性,说明TaTMS5的表达受到TaERF7的抑制。在早播BNS的药隔期幼穗中,TaERF7受到低温和短日照的诱导表达量上调,抑制了TaTMS5的表达,可能是BNS雄性不育的重要原因。而在晚播BNS的药隔期幼穗中,由于外界环境转变为高温和长日照,TaERF7表达量降低使其对TaTMS5的抑制作用减弱,可能是BNS育性恢复的原因。4.通过在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中进行转基因实验,发现过表达TaERF7对于植物的生长具有抑制作用,而对植物响应低温胁迫具有积极作用,能够提高植物对冷胁迫的抗性。EAR基序的突变会使TaERF7的功能发生相应改变,表现为:其一,突变使得TaERF7对植物生长的抑制功能转变为促进功能,使转基因植物抽薹和开花的时间提前;其二,单个EAR基序突变不影响TaERF7在提高植物抗冻性方面的功能,而2个EAR基序的突变会使这种功能缺失。