株高和穗部性状是决定小麦(Tritucum aestivum L.)产量的两个重要因素,其突变体则是研究小麦茎与花器官发育分子机制的理想材料。对其突变体加以研究利用有助于了解小麦茎、穗的发育机制,开拓小麦品种改良新途径。本实验对一个矮化、多雌蕊且不育突变体dms的表型、遗传和差异表达基因进行了研究。主要结果如下:1、以181对SSR标记引物分析dms与其亲本“周麦18”之间的遗传差异,证明dms来源于“周麦18”,且只在GWM148-2B位点存在差异。2、dms突变体的后代有3种类型:高株(T),中等株(M)和矮株(D)。表型分析显示,相比于T型和“周麦18”,M型植株每个节间缩短了20-50 mm;D型植株节间数仅为3,比其它类型少2个,且其节间也更加短小,株高不足30 cm。D型植株的小花不育且具有多个心皮。3、对M型个体的子代分离群体遗传分析显示,dms突变体的多雌蕊、不育性状由1对隐性基因控制,并命名为Tadms;株高则由部分显性等位基因TaDMS控制。突变体dms的3种表型对应的基因型分别为:高株DMSDMS,中等株DMSdms和矮株dmsdms。4、通过对D和T型植株幼茎、幼穗的超级混池mRNA测序,构建了4个Unigene文库。通过综合比对分析,共确定了419个基因在穗中特异表达,其中9个为MADS-box家族、APETALA2(AP2)、FLORICAULA/LEAFY(FL)和DROOPING LEAF(DL)基因的同源异型基因。在幼穗中嘌呤嘧啶代谢、DNA复制、转录和翻译等生物过程都变得更活跃。5、基因差异表达分析显示143个基因被Tadms调控,且拟定其中26个基因涉及穗分化。对12个基因用QRT-PCR进行时空表达分析,Tadms对TaAP1-2和TaAP2具有显著的抑制作用。大部分生物过程中的相关基因的表达也受到Tadms的调节,其包含转录、翻译、细胞分裂、光合作用、糖物质转运与代谢、能量合成与转换以及对外界刺激的应答。特别是与光合作用和糖代谢相关的大部分基因表达受到抑制。综上所述,突变体dms穗分化异常的主要原因包括同源异型基因的抑制表达、激素不平衡、生物过程的抑制、结构物质和能量的供应不足。