小黑麦是将小麦与黑麦杂交，并经过染色体加倍得到的新物种。我们利用顺序基因组原位杂交和多色荧光原位杂交技术(sequential genomic and multicolor fluorescence in situ hybridization-sequential GISH and mc-FISH)分析了390份小麦-黑麦材料的染色体组成，发现大多数材料是六倍体和八倍体小黑麦。六倍体小黑麦可分为3种类型，它们含有28或30条小麦染色体和14、12或10条黑麦染色体。八倍体小黑麦可分为4种类型，它们含有42或44条小麦染色体和14或12条小麦染色体，并且有的八倍体小黑麦中黑麦染色体与小麦染色体之间发生了相互交换。进一步分析发现，黑麦染色体的2R和6R经常会被小麦D组或B组的染色体代换；5R染色体的短臂或短臂的一部分经常会缺失；黑麦染色体与小麦染色体之间的交换发生在1R与7D之间。分析GISH端带信号和FISH信号发现，黑麦染色体4R、6R和7R在不同材料中也存在变异。我们的研究结果表明，这些材料存在多种变异，对小麦育种需要和染色体变异理论研究均具有重要意义。