提高植物氮素利用效率对解决氮素营养和环境污染都有重要意义。谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase，GS)是氮素由无机氮转变为氨基酸过程中的关键酶，在氮素代谢中具有重要功能。高等植物GS蛋白有两类，位于胞质的GS1和位于叶绿体的GS2。一些研究表明过量表达GS可提高植物的生物量、籽粒产量和蛋白质含量。　　 我们从普通小麦品种中国春和小偃54基因组DNA中克隆得到三个TaGS2基因的全长序列。3个TaGS2基因都有13个外显子，以及一个5UTR内含子。在一些单元型(haplotype)的内含子中具有MITE(Miniature Inverted TransposableElement)插入序列：一个在TaGS2-A1b第二内含子中，一个在TaGS2-D1b第10内含子，一个在TaGS2-D1a第12内含子。TaGS2-A1、TaGS2-B1和TaGS2-D1的DNA序列有明显差别，特别是内含子序列，但其翻泽的蛋白序列十分保守。根据这些序列和小麦二倍体祖先种的GS2序列的比较，我们推测TaGS2-D1b来源不是粗山羊草的D基因组。　　 我们用Eco-TILLING和具有长度多态性的PCR片段对250多份中国普通小麦微核心种质进行扫描，共发现2个TaGS2-A1单元型，6个TaGS2-B1单元型和2个TaGS2-D1单元型。在地方品种和育成品种之间，这些单元型的频率都有显著变化。这些变化主要受国外引进品种的影响。　　 利用中国春的一套缺四体材料和缺失系，我们把TaGS2-B1和TaGS2-D1分别定位于2BL和2DL末端。在“小偃54×京411”RIL群体中，TaGS2-A1和TaGS2-B1分别定位于2AL和2BL，在“旱选10×鲁麦14”DH群体中，TaGS2-D1定位于2DL。　　 TaGS2的表达受氮素调控，硝态氮和铵态氮都可诱导TaGS2表达，硝态氮在高浓度时的诱导效果比铵态氮强。在中国春和小偃54两个品种中，TaGS2-A1都是TaGS2基因表达的主要成员，占总表达量的绝对多数。TaGS2的表达有品种间差异，在氮浓度较高时，中国春的TaGS2表达量高于小偃54。在杂合体中，TaGS2-A1的两个单元型的表达没有显著差异。　　 对不同群体的多次实验中TaGS2位点与产量、营养性状的关联分析显示，TaGS2位点与分蘖/成穗数、千粒重、单株籽粒重、株高、生物量和氮磷吸收等性状关联。TaGS2-A1b和TaGS2-D1b增加分蘖；TaGS2-A1a、TaGS2-D1a和TaGS2-B1b增加千粒重和籽粒重；TaGS2-A1b增加株高；TaGS2-A1a和TaGS2-B1b增加生物量。