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衰老是作物的重要农艺性状,影响作物的产量和品质。适宜的衰老能够有效地提高作物的产量并且能够增强作物对环境的适应性。因此,挖掘衰老相关基因并对其功能进行解析,不仅能增加对小麦衰老调控机制的理解和认识,还能为小麦新品种的选育提供新的基因资源。小麦衰老突变体m68是从优异小麦品种偃展4110（YZ4110）EMS突变体库中筛选出来的,突变体的叶片衰老启动比野生型早。为了克隆控制m68衰老基因,将野生型偃展4110（YZ4110）和多样性亲本内乡188（NX188）分别与衰老突变体m68杂交。培育了YZ4110 x m68 BC2F2:3共计763个株系、NX188 x m68 F2:3共计10133个株系,遗传分析表明m68的衰老性状是由一对隐性基因控制的。利用713对SSR分子标记筛选与作图结果表明该基因位于小麦2DL染色体上,在标记Xcfd116和Xgwm157之间,小麦660K SNP芯片分析结果也表明该基因位于2DL上,这是一个新的控制小麦衰老的基因,命名为TaLS-2D。利用比较基因组学,粗山羊草和小麦参考基因组序列信息,开发了1109对新的SSR分子标记和46对KASP标记,最终将基因TaLS-2D定位于分子标记M270和M1065之间,并与KASP标记S3共分离。分子标记M270和M1065各能检测到一个重组单株。候选基因区段对应粗山羊草和小麦的参考基因组上的物理距离大约是3Mb,短柄草、水稻和高粱的物理区段分别是93.8 Kb,116 Kb和107 Kb。利用TriAnnot网站对矮抗58、中国春和粗山羊草参考基因组序列对候选基因所在区段进行基因预测,分别预测到19,20和23个基因。结合YZ4110和m68叶片不同衰老时期的转录组表达谱数据分析,在候选基因区段内有3个与衰老进程相关的基因,其中gene2和gene4的表达量随着衰老的进程表达量逐渐升高,gene6的表达量随着衰老的进程表达量逐渐降低。虽然gene2的编码区在野生型和突变体中存在SNP,即C>T的突变,但是通过对重组单株和BC2F2:3中衰老表型单株的测序表明该突变与目标性状不是共分离的,所以gene2不是候选基因。然后对候选区段内的其他基因进行测序与分析,结果表明只有gene13的第一个外显子在野生型和突变体中存在SNP,即C>T,该SNP导致了氨基酸改变;对重组单株和BC2F2:3回交后代测序验证表明该突变与衰老性状共分离,所以将gene13作为候选基因进行下一步的研究。对野生型和m68突变体四个不同衰老时期的旗叶转录组测序与分析表明S1,S2,S3和S4时期分别有2396,8383,13355和16130个差异表达基因,其中在S1,S2,S3和S4时期下调表达的基因分别有366,3142,6452和8761个;上调表达的基因分别有2030,5241,6903和7369个;GO富集分析表明下调和上调表达基因分别富集在141和143个GO条目上,其中,WRKY家族的转录因子、激酶相关基因参与启动突变体叶片的衰老;衰老影响叶片的生理代谢如叶绿素代谢,光合作用以及糖代谢等。KEGG pathway分析表明植物激素参与调控突变体叶片衰老,其中,脱落酸,水杨酸,以及茉莉酸正向调控叶片衰老;而细胞分裂素对叶片的衰老具有负向调控作用。差异表达基因聚类分析表明突变体中有1012个基因与叶片衰老进程相关,其中包含转录因子相关基因,蛋白激酶基因,细胞色素C P450家族基因以及其他表达基因,这些基因为深入解析小麦的衰老机制奠定了基础。