在高等植物中，细胞分裂素通过对细胞分裂和分化的调节参与生长发育的调控。作为唯一不可逆降解天然异戊烯类细胞分裂素的酶，细胞分裂素氧化脱氢酶(CKX)参与了植物生长发育的各个方面。在水稻中，细胞分裂素氧化脱氢酶基因Os CKX2是影响水稻产量性状的重要基因之一。Os CKX2通过调控水稻体内细胞分裂素含量影响植株的生长发育和穗枝梗的分化，从而影响产量。目前对植物CKX基因家族的研究主要集中在拟南芥、水稻等模式植物上，而对小麦的研究较少。　　 为了研究小麦基因组中Ta CKK2基因的生物学功能，本研究从普通小麦品种小偃54中克隆了3个细胞分裂素氧化脱氢酶基因Ta CKX2-3A、Ta CKX2-3B和Ta CKX2-3D。结构分析表明，3个基因都包含3个外显子和2个内含子。利用中国春缺体-四体系列材料分别将这3个基因定位到3A、3B和3D染色体上。进化分析表明，3个Ta CKX2基因与水稻的Os CKX2基因位于同一分枝，说明它们是Os CKX2的直向同源基因。表达谱分析显示，Ta CKX2基因在小麦中为组成型表达，但Ta CKX2-3A、Ta CKX2-3B和Ta CKX2-3D基因在不同组织器官中表达量存在较大差异。利用拟南芥原生质体瞬时表达系统将TaCKX2定位到内质网中。　　 进一步研究表明TaCKX2-3A蛋白能够特异性地降解细胞分裂素异戊烯基腺嘌呤。酵母转化实验表明，在酵母中表达Ta CKX2-3A和Ta CKX2-3D基因使酵母细胞的分裂速度降低，体积增加。说明Ta CKX2基因影响了酵母细胞的分裂和生长。通过大麦条纹花叶病毒诱导的基因沉默(BSMV-VIGS)系统降低Ta CKX2基因表达后，小麦植株中的细胞分裂素氧化脱氢酶活性降低，叶绿素含量升高，衰老延缓。表明3个Ta CKX2基因均影响了小麦的生长发育过程。过表达Ta CKX2的拟南芥植株表现出生长发育延迟，CKX活性升高和叶绿素含量增加。Ta CKX2-3D过表达植株地上部分明显弱小，根尖分生区增大，表皮细胞数目显著增加，主根增长，侧根数目增多，导致整个根系统的增大，种子的大小和重量分别比野生型分别增加15％和37%以上。　　 为了进一步分析Ta CKX2基因对产量性状的影响，对3个Ta CKX2基因的等位变异及其与产量性状相关性进行了分析。对3个Ta CKX2基因的编码区域核苷酸序列的等位变异分析后均发现两种单体型，即Ta CKX2-3Aa，-3Ab、Ta CKX2-3Ba，-3Bb和TaCKX2-3Da，-3Db。相关性分析表明，TaCKX2-3Ab、Ta CKX2-3Ba和Ta CKX2-3Da单体型对生长发育和产量有明显的正效应，且Ta CKX2-3Ab单体型在育种过程中受到了明显选择。　　 以上结果表明，Ta CKX2-3A、Ta CKX2-3B和Ta CKX2-3D基因可能对小麦产量性状具有重要贡献，但在进化过程中出现了功能分化，且特定的单体型在小麦育种过程中可能具有非常重要的价值。