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小麦(Triticum aestivum L.)是世界三大粮食作物之一，由于小麦产区干旱形势的逐年加剧，小麦产量有所降低，因此迫切需要一个全新的基于环境条件可持续发展的农业模式。在有限的水分条件下，发掘作物自身的节水潜能，开发利用水分利用效率(water use efficiency，WUE)相关的优异基因资源对于小麦产量提高具有重要意义。新型植物激素独脚金内酯(strigolactones，SLs)能够参与植物对水分相关非生物胁迫的响应。本研究以小麦品种科农9204为实验材料，克隆了小麦SLs合成途径中编码类胡萝卜素裂解双加氧酶7(CAROTENOID CLEAVAGE DIOXYGENASE7,CCD7)的基因TaMAX3(MORE AXILLARY GROWTH3)和SLs信号转导过程中的关键基因TaMAX2(MORE AXILLARY GROWTH2)，通过分析基因序列特征、表达模式及功能，明确了TaMAX3及TaMAX2在小麦应对水分相关非生物胁迫及提高WUE方面的重要作用。同时农艺性状关联分析及聚合分析表明，小麦自然群体中TaMAX3及TaMAX2共同关联的农艺性状为单株穗数和每穗小穗数，根据开发的功能标记，能够用于今后的分子标记辅助设计育种。主要研究结果如下: 1.得到TaMAX3、TaMAX2的基因组、cDNA以及启动子序列，并在NCBI数据库注册，登录号分别为TaMAX3promoter(KY612407)、TaMAX3(KY678788)、TaMAX2promoter(KY610318)、TaMAX2(KY678787)。在科农9204中，得到TaMAX3编码区的两个拷贝、TaMAX2编码区和启动子区的各三个拷贝，根据特异性引物验证及染色体定位结果将其分别命名为TaMAX3-A、TaMAX3-D，Ta MAX2-A、TaMAX2-B、TaMAX2-D，TaMAX2-A promoter、TaMAX2-B promoter、TaMAX2-D promoter。 2.小麦TaMAX3及TaMAX2基因主要在抽穗期的根和穗、萌发期和幼苗期的根和根基中表达，暗示TaMAX3和TaMAX2可能在小麦根系发育、分蘖及穗粒数决定上起调控作用。 3.短期干旱胁迫能够诱导TaMAX3、TaMAX2基因表达，暗示二者可能是植物应对干旱胁迫的正向调控因子;长期干旱胁迫抑制了TaMAX3基因表达，然而TaMAX2基因表达上调，推测长期干旱胁迫可能会抑制SLs的生物合成，而TaMAX2可能与其他植物激素互作来正调控小麦对干旱胁迫的响应。 4.独脚金内酯人工合成类似物rac-GR24能够促进小麦幼苗根长和单株水分利用效率(WUE per plant)的增加，这种增加效应在适度干旱(5％PEG2000)处理下更显著。 5.大麦条纹花叶病毒(barley stripe mosaic virus，BSMV)介导的TaMAX3、TaMAX2基因沉默植株受到干旱胁迫后蒸腾速率显著高于对照植株，叶片WUE显著降低，并且叶片中TaWRKY2、TaWRKY19表达水平均显著降低;TaMAX2基因沉默植株叶片中丙二醛(malonaldehyde，MDA)显著积累，游离脯氨酸含量显著降低，推测TaMAX3、TaMAX2基因沉默植株对干旱胁迫的耐受性降低，暗示二者对小麦WUE提高或抗旱性增强具有一定的贡献率。 6.在小麦自然群体中检测到TaMAX3-D的两种单倍型，其中Hap-3D-Ⅰ是单株穗数的优异单倍型，Hap-3D-Ⅱ是每穗小穗数的优异单倍型;检测到TaMAX2-B的四种单倍型，其中Hap-2B-Ⅲ与Hap-2B-Ⅳ是单株穗数的优异单倍型，Hap-2B-Ⅰ与Hap-2B-Ⅱ是穗粒数、千粒重的优异单倍型;检测到TaMAX2-D的三种单倍型，其中Hap-2D-Ⅰ与Hap-2D-Ⅲ是每穗小穗数的优异单倍型。根据TaMAX3-D、TaMAX2-B、TaMAX2-D序列差异，开发了功能标记，能够有效选择优异等位变异。 7.通过分析TaMAX3、TaMAX2优异单倍型的聚合效应，发现对于单株穗数，TaMAX2的优异单倍型具有较高的育种值;对于每穗小穗数，TaMAX3和TaMAX2的优异单倍型具有一定的加性效应。 8.通过分析单株穗数与每穗小穗数在自然群体中的聚合，发现自然群体中每个小麦品种至少包含其中一种优良性状，说明TaMAX3及TaMAX2关于这两个性状的优异单倍型对于小麦是非常重要的。 综合以上结果，TaMAX3及TaMAX2能够参与小麦对干旱胁迫的应答，提高作物WUE，并且与产量性状相关，为小麦高WUE和抗旱高产遗传改良提供了理论依据，同时为TaMAX3及TaMAX2产量性状相关的优异单倍型用于分子标记辅助设计育种提供数据支持。