野生二粒小麦(Triticum dicoccoides L.)广泛地分布于不同的气候和地理条件的地区,具有良好的抗逆性和适应性以及遗传多样性,可以为改良栽培小麦的抗病和抗逆性提供关键信息。R基因(Resistance Gene)是植物体内广泛存在的抗病基因,可以诱导植物响应病原体胁迫,在野生种植资源的抗逆和抗病机制中有着非常重要的作用。关于野生二粒小麦R基因的研究能够丰富栽培小麦抗性基因数据,可以为改良栽培小麦的抗逆性提供非常重要的线索和思路。本研究根据已公布的野生二粒小麦的基因组数据,利用生物信息学手段,对野生二粒小麦R基因家族的成员进行鉴定,并对该家族的候选基因进行序列特征、系统发育及结构和染色体位置等分析。同时,探查了R基因中的重复事件和串联重复基因并利用拟南芥的同源基因进行R基因的蛋白互作网络图构建;最后,对野生二粒小麦R基因中不同组织时期的表达特性与响应逆境的表达情况进行了探究。本研究发现以下结果:1.利用blastp和hmm工具,在野生二粒小麦基因组中鉴定出108个R候选基因;理化性质分析发现,这些R基因蛋白质序列的长度在193aa到1969aa之间,处于野生二粒小麦蛋白质序列的中间值,但总体差异较大,分子量在21621.2Da到222070.6Da之间,理论等电点在5到9.96之间,变化幅度较大;顺式作用元件分析表明野生二粒小麦R基因中存在多个与生长发育,组织分化以及胁迫响应的顺式作用元件,其中包含有622个与光响应相关的顺式作用元件,推测R基因的表达可能与光响应有关。2.利用MEGA软件构建了野生二粒小麦R基因的系统发育树,根据系统进化关系,可将其分为三大类:CNL亚家族、TNL亚家族以及non-NL亚家族,同一亚家族成员具有更相似的内含子-外显子以及保守结构域组成。3.通过对R基因的蛋白互作网络预测分析,发现与R基因互作的基因中,有9个与生长发育相关,有11个与胁迫响应和免疫应答相关,初步明确了R基因的潜在功能。4.进一步,利用转录组数据对野生二粒小麦中的R基因进行时空特异性表达分析,发现多个R基因具有组织表达特异性;其中TRIDC3BG085010等基因在花中有较高的表达量,TRIDC1BG002730等基因则在叶片和根部中大量表达。这说明R基因大量参与了植物的生长发育过程。其中CNL亚家族基因多参与花部的表达和叶片和根部的表达,而TNL亚家族基因不参与花的基因表达,在叶片和根部中表达量有明显增高。通过对赤霉菌胁迫下的转录组数据进行分析发现,在赤霉菌侵染后的48小时,TRIDC6AG002920等基因有差异表达。对候选的4个基因进行表达特性验证发现,R基因的表达会受到白粉菌的诱导。5.结合重测序数据,对这些R基因在117份四倍体小麦材料中的遗传变异进行了分析,发现R基因上存在13000个错义突变位点、26个提前终止突变位点、25个终止密码子缺失突变位点、以及1个起始密码子缺失突变位点。根据系统发育分析和主成性分析,四倍体小麦中R基因位点遗传分化与四倍体小麦群体分化过程相一致,表明R基因的遗传分化是在这些物种分化后形成的。