生长素在调控植物分枝产生和根系发育方面具有重要的作用。本研究对编码小麦(Triticum aestivum L.)生长素转运蛋白TaPIN1基因的进化、结构和表达模式进行了分析,并对该基因进行了初步的生物学功能研究。主要研究结果如下:利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtPIN1基因序列,在小麦EnsemblPlants数据库中进行检索,发现在小麦A、B和D基因组均存在拟南芥AtPIN1基因直系同源基因,其中,6A染色体有1个拷贝,6B染色体有4个拷贝,6D染色体有1个拷贝,各拷贝之间序列同源性均大于77%。进化树分析结果显示小麦TaPIN1与水稻(Oryza sativa L.)中的OsPIN1b具有较近的亲缘关系。TaPIN1蛋白在拟南芥的亚细胞定位结果显示该蛋白位于细胞膜。跨膜结构特征预测发现具有典型的N末端跨膜保守结构域及一个由中间跨膜的胞质区和C末端跨膜片段共同组成的可变结构域。定量PCR结果显示TaPIN1基因主要在小麦的幼叶、根、单棱期和二棱期的茎尖、小穗原基、梨形胚中表达;原位杂交结果显示TaPIN1基因在幼叶、侧根、侧根原基和单棱期的茎尖中表达。为分析TaPIN1基因的表达是否受生长素的诱导,本研究用IAA和2,4-D对萌发5天的小麦根尖进行处理,结果发现随着处理时间和处理浓度的不同,根尖中TaPIN1基因的表达量会发生相应变化。为了研究TaPIN1基因在小麦中的功能,构建了pUbi::TaPIN1-RNAi载体、pUbi::TaPIN1A过表达载体和pTaPIN1::gTaPIN1A-GFP融合表达载体,以小麦品系CB037和Fielder的幼胚为外植体,进行了农杆菌介导的遗传转化。目前已获得T2代TaPIN1-RNAi阳性转基因株系,TaPIN1A过表达载体和GFP融合表达载体T0代阳性植株。初步的研究结果显示,TaPIN1-RNAi阳性转基因株系中TaPIN1的表达量明显降低。转基因株系的二级根数目明显减少,转基因株系的分蘖数目明显增多,分蘖夹角增大。综上所示,本研究对TaPIN1基因进行了进化树分析、亚细胞定位和时空表达模式分析。构建了TaPIN1-RNAi载体、过表达载体和GFP融合蛋白载体,并进行了小麦遗传转化。初步研究结果表明,利用RNAi技术可降低TaPIN1基因的表达水平,进而抑制小麦侧根发生,增加分蘖数目,增大分蘖角度。研究结果为分析TaPIN1基因调控小麦发育的机理提供了重要信息。