小麦(Triticum aestivum L.)是我国重要的粮食作物之一。近年来,随着温室气体增加,全球气温升高,高温给小麦产量带来了越来越严重的影响。因此,挖掘小麦抗热相关基因,培育耐热小麦新品种,是当前研究的重要内容。热激蛋白(heat shock proteins,Hsps)是生物体在受到高温、干旱、低温、高盐、重金属离子和激素等胁迫时诱导合成的一类特殊蛋白质,它在植物生长发育及抵御多种非生物胁迫特别是高温胁迫中发挥着重要的作用,广泛存在于各种生物体内。其中Hsp70是分子量在66～78k Da之间的一类热激蛋白,是提高植物对高温耐受力的重要因子之一。本研究通过生物信息学分析手段,在全基因组水平上对小麦Hsp70基因家族进行鉴定,并对其理化性质、系统发育、基因结构、物理位置、基因复制事件、启动子元件和表达模式进行了分析;同时从小麦Hsp70基因家族成员中筛选出一个小麦TaHsp70基因(TaHsp70-47)进行了克隆和表达分析。主要研究结果如下:1.从小麦基因组中共鉴定出110个小麦Hsp70基因,根据其在染色体上的位置,依次命名为TaHsp70-1～TaHsp70-110。对其理化性质分析发现,小麦Hsp70基因主要定位于细胞质、线粒体、叶绿体和内质网,且分子质量和等电点也有所差异。系统进化表明,小麦Hsp70基因家族可分为Dna K和HSP110/SSE两大亚家族,进一步可细分为7个更小的亚族。同时,在相同亚族的Hsp70基因成员间含有相似的基因结构和保守基序。2.GO注释结果表明,小麦Hsp70基因广泛参与了分子功能这一生理过程。通过对小麦Hsp70基因上游顺式作用元件分析,发现小麦Hsp70基因上游含有多个参与生长发育、逆境胁迫、激素响应和光响应的元件。进一步分析发现,多个基因上游含有一个至多个热应答元件(Hse),说明其可能在调控小麦Hsp70基因表达中发挥着重要的作用。基因复制事件分析发现,小麦Hsp70基因自身共产生了9对串联重复和79对片段重复基因对,与水稻、二穗短柄草分别产生了55对、51对共线性基因对。并且所有共线性基因对之间的ka与ks比值都小于1,说明它们都受到了纯化选择的作用。3.基因表达模式分析结果表明,小麦Hsp70基因在不同组织中均有表达,且表现出组织表达特异性。同时,干旱和热胁迫下的转录组数据分析表明多个小麦Hsp70基因在高温胁迫下会显著上调表达,说明其在高温胁迫中发挥着重要的作用。随机挑选10个小麦Hsp70基因进行q RT-PCR分析,结果表明,小麦Hsp70基因具有组织表达特异性,在热和旱两种胁迫下基本呈现出先上调后下调的表达趋势,说明它们能参与植物生长发育和响应多种非生物胁迫。4.克隆得到了小麦TaHsp70-47基因,其cds全长1956 bp,编码651个氨基酸,分子量为71287.60Da。分析发现其具有典型的Hsp70结构域,并且其末端含有细胞质热激蛋白70的特征序列EEVD。q RT-PCR分析结果表明,小麦TaHsp70-47在根中表达量最高,在籽粒中最低;在热胁迫下,小麦TaHsp70-47基因表达量显著上调,随着胁迫处理时间增长,其表达量开始降低,但也高于对照水平;在干旱胁迫下,小麦TaHsp70-47基因也表现出先上调后下调的表达模式,表明其能响应高温和干旱胁迫。