小麦是全球最重要的粮食作物,其生长过程中很容易受到外界逆境胁迫影响,加强小麦的基础研究对保障国家粮食安全具有深远意义。CCT(CO,COL和TOC1)基因家族不仅具有控制光周期开花的保守遗传网络,而且参与很多激素转导途径,并通过非生物胁迫响应调控植物生长发育。本研究采用生物信息学方法,在小麦全基因组范围内筛选鉴定了小麦TaCCT家族基因,并进一步分析了其理化性质、进化关系、基因结构、顺式作用元件、GO注释和染色体定位以及基因表达模式。本研究取得以下结果:1.采用HMM建模两次搜索的方法在小麦全基因组筛选得到了118个小麦CCT家族基因,进一步通过手动确认结构域的方法,最终鉴定得到了80个非冗余CCT家族成员,并根据基因在染色体的位置及其同源关系将其命名。理化性质预测分析发现TaCCT蛋白氨基酸数量、分子量MW和等电点p I差异明显,且超过80%(65个)的TaCCT蛋白PI<7,表明大部分TaCCT蛋白富含酸性氨基酸。通过对其亚细胞定位进行预测,发现大部分小麦CCT蛋白定位于细胞核,在叶绿体、线粒体以及细胞外仅有少量分布。2.为了明确小麦CCT家族成员的分类,将小麦CCT家族成员与拟南芥和水稻CCT家族基因通过多序列比对构建了进化树,根据聚类结果,小麦CCT家族被分为了13个亚组(从A到M),进一步基于保守结构域的分析,13个亚组被分成了PRR亚家族、COL亚家族和CMF亚家族等三大亚族。3.基因结构分析表明TaCCT基因含有2-8个外显子,同一亚组间基因结构基本相似,不同亚组间基因结构差异较为明显。保守结构域分析表明,所有TaCCT家族成员均含有motif5,各亚组包含的基序种类与数量有着明显差异,这些特征可以作为识别不同亚组的标准。4.染色体定位表明,所有TaCCT基因均可以定位到不同染色体上,每条染色体有1-7条TaCCT基因,其中A亚基因组有28个TaCCT基因,B亚基因组有24个TaCCT基因,D亚基因组有28个TaCCT基因。基因复制结构显示,共有64个TaCCT基因组成了60个同源基因对,可见基因复制在TaCCT基因家族进化及成员扩张过程中发挥着重要作用。5.通过对TaCCT基因的mi RNA预测,发现了共有52个mi RNA对应的63个靶基因,预测mi RNA可能在小麦CCT基因参与调控的生理生化代谢过程中扮演着重要的角色,且不同的TaCCT基因在非生物胁迫调控过程中的功能可能有所差异。6.顺式作用元件分析结果证明,除了TaCCT家族成员都含有的光响应元件外,我们共识别到了16种与激素以及逆境胁迫相关的响应元件,表明了TaCCT基因除了受到光调节外,更多的是具有激素和逆境胁迫相关调控机制。GO注释分析表明100%的小麦CCT基因蛋白参与细胞构成,并广泛参与小麦生长发育的代谢和调控过程。7.基因表达模式分析表明TaCCTs时空表达谱具有特异性,小麦灌浆期转录组数据分析发现大部分基因都参与小麦组织表达,且对干旱、高温响应明显。对4个在叶片中具有较高表达量且对逆境响应敏感的TaCCT基因进行q RT-PCR验证,结果表明,TaCCT家族基因对不同非生物胁迫有着不同的响应,不仅参与激素调节,还参与到不同逆境胁迫机制中。