小麦(Triticum aestivum L.)是世界上三大粮食作物之一，干旱是影响小麦稳产高产的的主要因素，挖掘抗旱相关基因对小麦抗旱分子育种的研究具有重要意义。本研究基于已获得的青麦6号转录组数据，通过GO功能注释和KEGG通路富集分析，筛选出干旱胁迫下与渗透调节相关的3个差异表达基因，并通过RACE技术获得基因全长；利用生物信息学方法分析了序列结构、蛋白质保守结构域和系统进化关系;通过亚细胞定位确定基因的作用位点；利用qRT-PCR方法检测基因在不同组织中的表达模式及4种非生物胁迫下的表达差异，最后通过目的基因的过表达进一步验证基因功能，主要研究结果如下：
　　1.对干旱处理0、24、48和72h后的青麦6号叶片提取RNA并进行了高通量转录组测序(RNA-Seq )，通过与参考基因组的比对共注释了99387个基因。以P-value＜0.005，且基因表达水平差异超过2倍作为差异表达基因(differentially expressed genes，DEGs)筛选的标准，共获得11041个差异表达基因。通过基因本体(gene ontology， GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG)代谢途径富集分析，筛选出160个干旱胁迫下与渗透调节有关的基因，其中上调基因的数量为91个，下调69个。通过生物信息学分析，最终选定丙氨酸乙醛酸转氨酶2(AGT2)、谷氨酰胺合成酶(GS1-3)、?-1-吡咯啉-5-羧酸合酶(P5CS)进行下一步的基因分离及功能验证。
　　2.通过RACE技术获得了3个基因的全长，将其分别命名为TaAGT2、TaGS1-3和TaP5CS，并对其进行了生物信息学分析，初步了解基因功能。研究结果表明TaAGT2的cDNA全长为1434bp，编码477个氨基酸，分子量为51.2KDa，理论等电点(pI)为8.13；TaGS1-3的cDNA全长为1089bp，编码362个氨基酸，分子量为39.5KDa，pI为5.66；TaP5CS的cDNA全长为2196bp，编码731个氨基酸，分子量为78.7KDa，PI为6.02。利用DNAMAN进行多序列比对分析，MEGA6.0构建系统进化树，系统进化树分析结果表明，3个基因都与同为禾本科的粗山羊草亲缘关系较近。
　　3.通过qRT-PCR分析3个基因在低温、ABA、干旱、高盐4个处理条件下的表达特性，及其在不同组织中(根、茎和叶)的表达量。结果显示，3个基因在不同胁迫处理下的表达量均上升，表明基因都参与了4种非生物胁迫的应答，但在不同的胁迫条件下表达差异较大。3个基因在根、茎和叶中均有表达，TaAGT2在茎中表达显著高于根和叶，TaGS1-3在叶中的表达量较高，TaP5CS的表达水平在这3个组织中没有显著差异。
　　4.构建有GFP的融合蛋白表达载体并转到烟草中，观察绿色荧光蛋白信号所在的位置。结果显示TaAGT2、TaGS1-3和TaP5CS都定位于细胞质中。
　　5.构建过表达载体，通过农杆菌介导的方法将3个基因分别转到拟南芥中，通过抗生素、RT-PCR等的筛选，获得3个基因过表达的拟南芥植株，拟南芥现已筛选到T2代，且3个基因的转基因拟南芥株系中SOD酶的活性及脯氨酸含量均显著高于野生型拟南芥，而POD和CAT酶活性及MDA和可溶性糖含量与野生型无明显变化；并将基因TaAGT2和TaGS1-3分别转入小麦中，获得转TaAGT2基因小麦植株17株，转TaGS1-3小麦植株25株。