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冻害是影响小麦正常生长发育的重要因素之一,不同发育时期的冻害都能够对小麦造成减产。近年来小麦倒春寒频繁发生,对小麦抗冻基因的研究也亟待深入。本研究在前期小麦春化表达谱的基础上,从中挑选到小麦冰重结晶抑制蛋白基因TaIRI5,并对其进行生物信息学分析、基因克隆及表达分析、亚细胞定位分析、启动子分析及表达分析,并构建了 TaIR15基因亚细胞定位载体、启动子分析载体、过表达载体和基因编辑载体。主要研究结果如下:1、通过RT-PCR技术从小麦品种“北京841”中扩增出TaIRI5基因,该基因全长1 203 bp,开放阅读框(ORF)858 bp,编码285个氨基酸。蛋白质分子式为C2525H4194N858O1047S226,等电点为5.07,蛋白质分子量约为70.7kD,蛋白质不稳定系数(Instability Index)为61.64,推测其为不稳定蛋白质。总平均输水系数(GRAVY)为0.829,为疏水性蛋白。通过对TaIRI5基因结构进行分析,发现该基因序列具有两个功能域,分别是冰重结晶抑制结构域和亮氨酸富集结构域。同源性分析结果显示该基因序列与乌拉尔图小麦中序列一致性最高,推测其可能是由乌拉尔图小麦演变而来。进化树分析结果显示其与一粒小麦亲缘关系最近,与南极发草关系最远。三级结构预测结果显示该蛋白质呈规则的螺旋状,具有较强的稳定.性。2、利用qRT-PCR的方法分析TaIRI5基因在小麦根、茎、叶、雌蕊、雄蕊、护颖、幼嫩种子的相对表达量,结果表明,TaIRI5基因在小麦不同部位均有表达,其中在小麦的根中相对表达量最高,说明该基因广泛参与了小麦各组织的发育过程。分别用模拟低温、高盐、ABA和干旱对“北京841”进行胁迫处理,结果显示该基因在4℃冷胁迫的处理下,基因相对表达量变化最大,在高盐胁迫中基因表达量先上升,后下降至稳定状态,外源ABA和干旱处理下该基因的相对表达量变化不大,说明该基因可能在小麦的低温胁迫过程中发挥作用。3、构建pCAMBIA1300-TaIRI5-GFP融合表达载体,烟草转化实验结果表明TaIR15蛋白主要在细胞膜上发挥作用。通过构建TaIRI5基因不同长度的启动子融合表达载体,烟草转化实验结果表明TaIRI5基因不同长度的启动子均能启动融合表达载体下游GUS基因的表达,说明不同长度的启动子均具有活性,但是不同长度的启动子表达部位稍有差异,具体功能还有待于进一步探究。4、通过构建TaIRI5基因过表达载体和基因编辑载体,利用农杆菌介导转化法转化至普通小麦品种“北京841”中,收获得到转基因T0代种子。通过转基因材料后续的功能分析与验证,以期对小麦抗冻机制做进一步研究。