遗传转化效率低和基因型依赖性是制约小麦基因工程发展的重要因素。挖掘和应用再生基因,提高小麦遗传转化和再生效率,克服基因型依赖性对促进小麦基因工程研究有着重要意义。WOX类转录因子在植物胚胎发育、分生区功能维持等方面起着重要调控作用,与再生关系密切。GRF类转录因子与植物生长发育、激素信号传导等调节密切相关。本研究对小麦WOX家族基因进行了全基因组关联、系统进化和表达分析,筛选出其中与再生功能相关性高的基因,在愈伤组织中过表达,提高了小麦遗传转化效率。解析了再生关键基因对表型的影响,筛选了可能的互作基因,并对其中GRF家族基因进行了系统进化分析。主要研究结果如下:1.鉴定了6个小麦族植物的WOX基因,进行了系统进化、保守结构域和表达模式分析。在小麦、大麦、粗山羊草、野生二粒小麦、硬粒小麦、乌拉尔图小麦基因组中分别鉴定到43、15、13、23、28和8个WOX基因。对这些WOX蛋白进行系统进化分析,确定了其分类和命名。预测了WOX蛋白序列中HOX、WUS-box和EAR等保守结构域。根据表达模式筛选出再生密切相关基因Ta WUS、Ta WOX8-10和Ta WOX14。2.克隆了2个再生关键基因TaCB1和TaCB2。克隆得到630 bp和927 bp的两个编码基因,暂定名为TaCB1和TaCB2。克隆了TaCB1和TaCB2小麦中另外2个拷贝、栽培一粒小麦和拟斯卑尔脱山羊草中TaCB1的同源基因,登记至Gen Bank数据库。3.在幼胚愈伤组织中过表达TaCB1大幅提高小麦再生效率。通过过表达TaCB1将转化困难的Bs366、宁春4号、矮抗58等品种转化效率从0提高到83.5%、29.3%、21.8%,难转化品种济麦22、苏麦3号和周麦18的转化效率从5.8%、2.67%、11.8%提高到55.4%、57.4%、92.6%,易再生品种Fielder、CB037的转化效率从50%左右提高到了90-100%,基本克服了小麦转化基因型依赖性。过表达TaCB1在提高转化效率的同时不影响根系再生,无需从愈伤组织中剔除。4.鉴定了可能与TaCB1互作的蛋白。通过RNA-seq、酵母文库筛选、蛋白免疫沉淀等方法筛选了候选互作蛋白及基因,并通过酵母双杂交和LUC荧光素酶互补验证了TaCB1与Elongation factor 1α、Importinα1b、Uridine Kinase-like protein、Ta GRF1、Ta GRF3、Ta GRF4等的互作。5.过表达TaCB1显著促进了幼胚愈伤组织再生。通过对纯合TaCB1-OE小麦株系进行幼胚培养和主要农艺及生理性状鉴定,发现纯合株系幼胚再生能力普遍高于对照,株高、分蘖数等主要农艺性状与对照相比没有明显变化。转基因株系表现为叶宽增加、叶面褶皱和旗叶裂开,这些表型可辅助方便快捷鉴别转基因植株,为利用TaCB1促进小麦转基因工作奠定了基础。6.对TaCB1可能的互作蛋白GRF及其共作用因子GIF编码基因进行了鉴定。将小麦Ta GRF和Ta GIF定位到染色体群并进行了系统进化、保守结构域和表达模式分析。鉴定到29个Ta GRF基因、8个Ta GIF基因。根据系统进化分析将Ta GRF蛋白划分为3个进化枝。Ta GRF中均存在QLQ和WRC保守基序,Ta GIF蛋白中均存在QLQ保守基序。根据表达模式推测Ta GRF3、Ta GRF4、Ta GRF6和Ta GRF10可能参与小麦幼胚愈伤组织形成及增殖等进程的调控。