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F-box/Kelch（FBK）亚家族成员的数量在小麦（Triticum aestivum）F-box家族中位列第四,也是其他植物F-box家族中较大的亚家族之一。本实验室前期已对小麦F-box家族进行了系统地分类鉴定,并获得了58个TaFBK成员。随着2017年小麦参考基因组数据库（IWGSC v1.0）的公布,是不是会有更多Kelch类型的F-box蛋白注释出来呢?据报道,FBK亚家族成员能够增强拟南芥对线虫的感病性,并参与了苯丙氨酸解氨酶（PAL,phenylalanine ammonia-lyase）降解和多酚水平的调控,以及光的形态建成和开花时间的调控。Kelch类型的F-box蛋白是否响应非生物逆境胁迫,在小麦抵御叶锈菌侵染过程中是否发挥作用,具体作用机制如何呢?为回答这些问题,本论文拟选用更多的种子序列对IWGSC v1.0数据库进行全面检索。根据检索和分析的结果,进一步选取不同类型的FBK基因为研究对象,从基因序列获得、序列特性分析、生物/非生物胁迫处理下的表达模式、转基因功能验证、互作蛋白筛选和验证等方面展开研究。取得的主要结果如下:1、以IWGSC v1.0为检索对象,选用2个F-box、2个F-box-like和6个Kelch共10个种子序列进行小麦FBK（TaFBK）亚家族成员的查找和鉴定。共筛选到68个TaFBK基因,编码74个TaFBK蛋白;预测TaFBK蛋白主要定位于细胞核和细胞质中;其中F-box和Kelch结构域的保守性均较差,对比之下,Kelch结构域中氨基酸的保守性更低;TaFBK蛋白可分成5种结构域类型和7个进化分支,Kelch结构域的数量是FBK亚家族分类的主要标准;68个TaFBK基因不均匀地分布在小麦20条染色体上（2B染色体除外）,片段重复为其主要扩张方式;基于FPKM（Fragments per kilobase per million mapped reads）值的表达模式显示,TaFBK亚家族基因的表达呈组织特异性,且参与了小麦对干旱、热和干旱+热等胁迫的响应过程,相比之下，热胁迫所引起的小麦TaFBK基因的表达变化更为强烈。2、自小麦TcLr15获得了四个不同结构域组成的TaFBK基因完整编码区。进化关系分析表明,四个基因所编码的蛋白序列均与粗山羊草和二穗短柄草等小麦近缘种属中的同源蛋白呈现较高的序列一致性,与双子叶植物和木本植物的进化距离较远。qRT-PCR结果表明,TaFBK50和TaFBK34在小麦旗叶中呈高丰度表达,TaFBK71在雌蕊和幼叶中表达量相对较高。TaFBK19在小麦幼叶中的转录本累积较多,说明四个TaFBK基表达具有组织专化性;受不同毒力叶锈菌侵染后,四个TaFBK基因呈现不同程度、不同模式的表达。TaFBK19和TaFBK34受叶锈菌侵染后,转录本变化较大。在接种叶锈菌株05-5-137③（亲和组合）后96 h时,TcLr15中TaFBK19的表达量迅速升高,显著高于非亲和组合和未接种对照。TaFBK34在接种叶锈菌株05-19-43 ②（非亲和组合）后24 h时,表达量增至0h对照和亲和组合的3.6倍左右;各基因响应不同激素处理后表达模式各异,TaFBK19、TaFBK50和TaFKB34受三种激素的影响较大,而TaFBK71受其影响变化幅度较小:NaCl处理对小麦中四个基因表达量的影响均大于PEG 6000处理,尤其可引起TaFBK19和TaFBK34表达量的大幅度改变。荧光观察发现四个TaFBK蛋白均定位在细胞核和/或细胞质中。3、获得了三个表达量高于野生型三倍以上的超表达TaFBK34的小麦株系。表型观察发现,与野生型相比,超表达株系使三叶期小麦具有更好的耐盐性,且于300 mM NaCl处理48 h时,在所验证的两个超表达株系中TaPOD和TaAPX的表达量均显著高于野生型。但受盐胁迫后超表达株系的种子萌发率并未显著提高。应对叶锈菌和PEG 6000模拟的干旱,超表达和野生型株系间亦无明显表型差异。4、酵母双杂交（Yeast two-hybrid,Y2H）、双分子荧光互补（Bimolecular Fluorescence Complementation,BiFC）和免疫共沉淀（Co-immunoprecipitation,Co-IP）三项技术证实 TaFBK19 可与小麦中的 Skp1/ASK1-like protein（TaSkp1）、TaPAL 和ADP-ribosylation factor 2-like isoform X1（TaARL2）相互作用,TaFBK34 可与 TaPAL和TaARL2发生相互作用。而且TaFBK19通过F-box结构域与TaSkp1相结合,TaFBK19和TaFBK34与TaARL2和TaPAL互作的区域均为Kelch结构域。TaFBK50只有在 Y2H 验证下表现为与 SEC1 family transport protein SLY1（TaSLYl）、TaSkp1和Chitinase 2（TaChi）蛋白发生相互作用,BiFC验证下均无互作;TaFBK71在Y2H及BiFC两种技术的验证下均与Skp1和SLY1互作。本研究结果为揭示Kelch类型的F-box蛋白是否在小麦遭遇盐和干旱等非生物逆境胁迫及叶锈菌侵染过程中发挥作用以及可能通过何种互作网络发挥功能提供了部分实验证据,为拓宽人们对FBK亚家族基因在小麦中的功能认识提供了重要参考。