利用基因工程精准改良小麦（Triticum aestivum）是生物育种的主要手段之一,遗传转化是基因工程的重要基础,挖掘和利用提高小麦芽再生能力的关键调控因子,并解析其分子调控机理,对提高小麦再生能力和遗传转化效率十分重要。本研究首先以小麦基因型Fielder散粉后14天的幼胚为材料,分别在接种培养0天（0 Day After Inoculation,DAI0）、3天、6天、9天和12天取材,然后进行RNA-seq、ATAC-seq（Assay for Transposase Accessible Chromatin with high-throughout sequencing,转座酶可及性染色质的高通量测序）和CUT＆Tag（Cleavage Under Targets and Tagmentation,靶向剪切及转座酶技术）测序。依据不同组织培养阶段的基因表达趋势,对RNA-seq差异表达基因（Differentially Expression Genes,DEGs）聚类,命名为C1-C6基因簇。依据不同组织培养阶段的染色质开放程度,将ATAC-seq和CUT＆Tag差异可及峰值（Differentially Accessible Peaks,DAPs）聚类,命名为K1-K6基因簇。GO（Gene Ontology）分析发现,C1、K2和K4的基因在DAI0时表达水平和染色质开放水平较高,经组织培养后显著降低,渗透压的响应和脂肪酸生物合成等生物学过程富集;C2、C3和C4以及K3和K5的基因在组织培养早期表达水平较低,随着培养时间的延长,基因表达水平逐渐升高,生长素的响应、细胞增殖的调控和苗端分生组织发育的调控等生物学过程富集;C5和K6的基因在DAI3时转录水平和染色质开放水平较高,细胞命运决定和生长素运输等生物学过程富集;C6和K1的基因在DAI0时表达水平较低,但在组织培养期间一直处于较高的表达水平,DNA复制、t RNA运输和r RNA加工等生物学过程富集。多组学数据相关性分析发现,每个基因簇的基因转录水平都与染色质可及性高度正相关,在C2、C3、C4和C6与H3K27me3高度负相关,在C1和C3与H3K4me3高度正相关,在C5与H3K27ac高度正相关。因此,小麦芽再生过程中基因转录的动态变化可能主要是由染色质可及性的变化造成的,H3K27me3、H3K4me3和H3K27ac参与调控。基于多组学数据的综合分析结果,筛选了26个可能参与小麦芽再生的候选调控因子进行功能验证。利用Fielder进行的遗传转化结果表明,携带10个基因表达载体的转化效率高于对照载体;其中,Ta DOF3.4基因最高,Ta DOF5.6基因和Ta SCR基因与GRF4-GIF1相近,均高于Ta WOX5基因。同时发现,Ta SCR、Ta DOF3.4和Ta DOF5.6可提高科农199、济麦22和矮抗58的转化效率。原位杂交结果显示,Ta SCR基因和Ta DOF3.4基因在愈伤组织胚性细胞和原分生组织中特异高水平表达,而Ta DOF5.6基因转录本在愈伤组织的原形成层部位高水平积累,但在胚性细胞中未检测到信号。综合多组学数据分析,分别绘制了Ta SCR、Ta DOF3.4和Ta DOF5.6基因调控小麦芽再生的基因网络。综上所述,本研究利用RNA-seq、ATAC-seq和CUT＆Tag多组学测序分析,揭示了小麦芽再生过程中基因转录水平和染色质开放程度的密切关系。功能验证发现,Ta SCR、Ta DOF3.4和Ta DOF5.6基因有效提高了不同小麦基因型的转化效率。研究结果为改良小麦不同基因型再生和转化效率,克服基因型的依赖性,加快小麦基因功能研究,阐明小麦芽再生的机理提供了重要的信息和基因资源。