小麦成熟期穗发芽是一种世界性的自然灾害,严重影响小麦的产量和品质。本研究以抗穗发芽品种‘淮麦0360’和易穗发芽品种‘中优9507’为材料,克隆了小麦抗穗发芽相关基因TaFUS3的三个部分同源基因,系统分析了它们的结构和表达模式;采用病毒诱导基因沉默(Vrius-induced gene silencing,VIGS)技术对TaFUS3功能进行了研究;通过农杆菌介导法将过表达TaFUS3基因导入易穗发芽小麦品种,创制了转TaFUS3基因小麦。主要研究结果如下:1、采用RT-PCR技术,克隆获得了TaFUS3的三个部分同源基因长度分别为3478bp、3536 bp、和3502 bp的片段,命名为TaFUS3-3A、TaFUS3-3B和TaFUS3-3D,均含有7个外显子和6个内含子,其中第一内含子差异较大,在感、抗穗发芽品种中没有发现多态性。TaFUS3-3A、TaFUS3-3B和TaFUS3-3D的c DNA序列有19个SNP变异,TaFUS3-3A与TaFUS3-3D和TaFUS3-3B相比有一处3 bp碱基的缺失突变;TaFUS3-3B与TaFUS3-3A和TaFUS3-3D相比有一处5 bp碱基的缺失突变。三个同源基因推演的氨基酸序列存在9个位点的差异。表达分析显示,TaFUS-3D基因在花后15 d籽粒中表达量较高且主要在胚中表达,而基因TaFUS3-3A和TaFUS3-3B没有转录产物。2、利用寄主范围比较广的大麦条纹花叶病毒(BSMV)载体,在抗穗发芽品种淮麦0360的幼苗和穗部成功沉默了小麦报告基因PDS,在小麦幼苗的叶片及穗部都出现了明显的光漂白表型。表达分析发现Ta PDS基因在幼苗的叶片和穗部籽粒中显著下调,幼苗叶绿素含量较对照显著降低。为小麦TaFUS3基因功能验证提供了一个成功率高且沉默稳定的技术体系。3、采用该技术体系成功得到了BSMV-γ:TaFUS3植株及BSMV-γ:GFP对照植株。表达分析显示,TaFUS3被抑制株表达量显著下调。小麦成熟收获后5 d、10 d整穗发芽和籽粒萌发试验表明,VIGS-TaFUS3植株的籽粒发芽率、胚芽鞘长和根长都明显高于对照(BSMV-γ:GFP),且差异均达到了显著水平。进一步对其调控机制研究表明,种子发育过程中,VIGSTaFUS3植株中种子休眠相关标记基因α-amy1表达显著上调,而Em1和Em6的表达水平显著下调;种子萌发过程中,ABA代谢基因CYP21和GA合成基因GA20ox均显著上调表达。4、采用农杆菌介导法成功将构建的TaFUS3过表达载体导入了易穗发芽小麦品种‘郑麦9023’中,获得了转TaFUS3基因T0代植株200株,为创育抗穗发芽小麦提供了重要的种质资源。