小麦返白系是一个低温诱导白化的自然突变体,是在1985年研究其亲本矮变1号时发现的,小麦返白系的返白现象是受低温诱导、由核基因和细胞质基因共同调控的。近年来,研究人员不断关注对小麦返白系的研究,在其遗传、生理、细胞等方面已取得了不少的研究成果。本实验室通过对低温条件下小麦返白系及其亲本矮变1号基因芯片和数字表达谱的研究,筛选小麦返白系与矮变1号中表达差异显著的基因,其中Ver2基因被确定为与小麦返白系叶片白化相关的候选基因之一。Ver2是与小麦春化现象相关、只在心叶组织及幼叶表达的低温诱导基因,编码一种类植物凝集素蛋白,而小麦返白系正是在低温诱导条件下自心叶开始白化的特殊小麦材料,所以我们先对候选基因Ver2进行了深入的研究,希望找到小麦返白系中Ver2基因与返白现象之间的联系,为研究小麦返白系低温诱导白化的分子机制奠定基础。本文从小麦返白系中克隆Ver2基因组DNA及cDNA序列,使用染色体步移技术克隆了Ver2基因部分启动子序列,期望通过小麦返白系中Ver2基因分子特征的分析,比较白化材料与对照材料中Ver2基因在转录水平的表达差异,深入分析Ver2基因与白化现象的相关性。我们还构建了Ver2基因的原核表达载体与小麦遗传转化载体,为进一步通过Western杂交和遗传转化对Ver2基因功能的验证奠定了基础。由于Ver2蛋白与春化作用有关,影响到小麦生殖生长,所以我们对小麦返白系与矮变1号的穗发育进行了比较研究,从侧面揭示Ver2基因的功能。试验主要得到以下结果:1.克隆了小麦返白系的Ver2基因组DNA与cDNA序列,通过序列比对后发现:cDNA序列全长903bp,与GenBank已公布的Ver2基因一致;其基因组序列全长1471bp,与前人报道京冬1号小麦中的Ver2基因组序列一致。2.通过染色体步移技术对小麦返白系Ver2基因启动子部分区域进行克隆,与已公布Ver2基因启动子对比后,发现在基因上游-270至-1891处缺失,对缺失片段分析后,发现其包含许多重要元件。3.半定量PCR研究Ver2基因在返白系、白化转育材料及其亲本对照材料中的转录水平表达结果表明,常温下只有在返白系心叶中有表达,而在低温处理不同时期后,Ver2基因只在具有返白现象的材料中有表达。4.在多个普通小麦栽培材料中的Ver2基因组DNA检测表明,除小麦返白系、Fli等白化材料以外,在晋麦47、小偃6号、甘肃张掖春小麦、西农928、洛阳8716等普通栽培小麦品种中也扩增到了Ver2基因,而且该基因在这些材料的常温下也可以转录表达。5.构建Ver2基因的原核表达载体Ver2-pET28a和小麦遗传转化载体pUC18-35s::Ver2-eGFP,并成功诱导Ver2蛋白的原核表达。6.比较返白系与矮变1号的穗发育发现,两者穗发育均正常,但返白系的穗发育早于矮变1号,返白系的抽穗期也比矮变1号约早5天;两个材料的穗长和粒重差异显著（P＜0.05）,返白系的穗长比矮变1号长7.5%,返白系的百粒重比矮变1号减少了 2.9%。由上述结果,我们认为:小麦返白系中,Ver2基因与叶色白化的相关性并不明确,需要实验进一步验证;返白系中Ver2启动子的序列缺失有可能影响其基因的表达,值得深入研究。