WD40结构域广泛存在于真核生物中，作为支架参与许多大型蛋白复合体的形成。WD40蛋白作为关键调节因子，在植物生长发育调控、代谢过程如花青苷和原花青素合成以及生物和非生物胁迫应答中发挥重要作用。WD40基因家族在重要农作物小麦及其近缘野生物种中的系统鉴定还未见报道，有关小麦WD40基因的功能研究也相对较少。开展对小麦WD40基因家族的鉴定和分析工作，并从中筛选潜在的能调控小麦生长发育相关WD40基因进行研究，可以为小麦生长发育的遗传调控研究提供新的思路。本研究首先从六倍体小麦基因组中鉴定了WD40基因家族的全部成员，并对其进化和表达模式进行了分析。在此基础上，从小麦中克隆了WD40家族基因TaLWD1L和TaTTG1基因，并对它们的生物学功能进行了研究。主要的研究结果如下：
　　(1)在小麦基因组中共鉴定出743个WD40基因，将它们分成5簇11个亚家族，并利用生物信息学方法分析了它们的染色体定位、基因结构和进化关系。小麦WD40基因在21条染色体上都有分布，但在部分染色体上的分布较为密集。基因复制事件是小麦WD40基因家族扩张的主要来源，本研究从小麦WD40基因家族中鉴定得到39对串联重复基因和46对片段复制基因。基于公共RNA-seq数据的表达分析发现，部分小麦WD40基因在生殖发育阶段具有特殊的表达模式，许多小麦WD40基因对生物和非生物胁迫有响应，表明小麦WD40基因具有复杂多样的生物学功能。
　　(2)从六倍体小麦品种Bobwhite中克隆得到光响应WD40基因TaLWD1L-A和TaLWD1L-B，选取TaLWD1L-A作为代表进行后续研究，亚细胞定位分析发现TaLWD1L-A定位于细胞核。利用基因枪法将TaLWD1L-A转入小麦，获得了超表达的转基因株系。人工气候室和大田生长的转基因小麦均表现出早开花表型，与野生型相比开花提前约一周。旗叶叶绿素含量测定结果表明，转基因小麦在生殖生长过程中叶片衰老速度加快。田间性状统计分析发现，转基因小麦的株高显著低于野生型。产量性状分析发现，TaLWD1L-A转基因小麦的主要产量相关性状与野生型小麦相比均显著降低。由此可见，超表达TaLWD1L-A导致小麦开花提前，植株相对变矮，产量也相对降低。
　　(3)为探究TaLWD1L-A超表达转基因小麦开花提前的原因，对小麦开花相关基因的表达进行检测，发现转基因小麦中开花调控的春化途径相关基因TaVRN1表达上调、TaVRN2表达下调，光周期途径相关基因TaPpd-1和TaGI表达上调，它们共同促进了开花激活子基因TaFT1的表达上调。此外，还发现转基因小麦中部分生物钟相关基因的表达振幅增强。这些结果表明，TaLWD1L-A参与调节生物钟相关基因的表达，并通过春化途径和光周期途径促进转基因小麦提前开花。
　　(4)从小麦中克隆得到WD40基因TaTTG1-A和TaTTG1-B，选取TaTTG1-A作为代表进行后续研究。TaTTG1-A定位于细胞核，酵母双杂和双分子荧光互补实验均证实它可以与TaTT2-A、TaTT8-A分别互作，暗示了它们可能形成MBW复合体参与调控小麦原花青素合成。
　　(5)拟南芥突变体ttg1-13中异源表达TaTTG1-A可以恢复植株表皮毛缺失及种皮色素、粘液质合成缺陷的表型，表明TaTTG1-A在拟南芥中具有与AtTTG1相似的功能。拟南芥Col-0中过表达TaTTG1-A促进了光照条件下幼苗下胚轴的伸长，而在黑暗条件下转基因幼苗下胚轴长度与野生型无显著差异，说明TaTTG1-A调节拟南芥下胚轴伸长依赖于光信号。进一步研究发现，过表达TaTTG1-A影响了拟南芥生物钟相关基因AtCCA1和AtELF3的转录，并通过上调AtPIF4和AtPIF5的表达调控拟南芥幼苗下胚轴的伸长。
　　综上所述，本研究系统鉴定并分析了小麦WD40基因家族，克隆了小麦TaLWD1L和TaTTG1基因，发现TaLWD1L-A通过春化途径和光周期途径参与小麦开花时间的调控，TaTTG1-A除了与AtTTG1已报道的功能相似外，还可以调节拟南芥幼苗下胚轴的伸长。以上研究结果为小麦中TaLWD1L和TaTTG1基因的生物学功能研究提供了重要信息，也为揭示它们如何参与小麦生长发育调控的分子机理研究奠定了基础。