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小麦作为人类主要食用作物,人口爆炸式增长和有限的耕地面积使得提高产量成为一个亟需解决的问题。矮秆基因是高产育种的关键基因。目前对四倍体小麦矮秆基因缺乏研究且矮秆基因在育种中的利用也较局限。ANW16G是携带矮秆基因Rht 18的硬粒小麦,是重要的四倍体矮秆基因资源。目前Rht 18基因的致矮机制尚不清楚。搞清楚这一问题,有助于进一步利用Rht 18基因,对小麦育种生产具有现实意义。鉴于以上,本研究以四倍体矮秆小麦ANW16G及其近等基因系高秆小麦LD222为实验材料,采用LC-MS和GC-MS技术,进行代谢组学研究,期望筛选出与茎节分化和茎节伸长相关的代谢物和代谢通路,试图为解释Rht18基因的矮化机理打下基础,为阐明小麦矮化的分子机制提供新的视角,对指导小麦育种与增产具有一定意义。主要研究结果如下:1.共注释到九大类代谢物,分别是氨基酸、糖类、核苷酸、有机酸、脂肪酸、磷酸、胺类、多元醇以及其他。基于P≤0.05且VIP>1的条件,以及交互排列模型,共筛选得到55种差异代谢物。VIP>1.5的条件下,筛选得到23种差异代谢物。2.对于RH-1 vs LD-1与RH-2 vs LD-2比对组,独有的差异代谢物分别是33个和23个,它们分别在拔节期茎节和抽穗期穗下第一茎节差异表达,这些代谢物分别与茎节分化和茎节伸长相关。共有的差异代谢物有11个,与茎节分化以及茎节伸长均相关,共同参与了矮秆小麦AMW16G和高秆对照的LD222的株高形态建成。对于RH-1 vs RH-2与LD-1 vs LD-2比对组,独有的差异代谢物分别有39个和26个,它们分别在矮秆小麦和对照高秆小麦LD222株高形态建成中发挥作用。共有的差异代谢物有23个,共同参与了矮秆和高秆小麦的株高形态建成。所有比对组中均含有的差异代谢物为6个,其中VIP>1.5的代谢物仅有3个,分别是阿魏酸,柠檬酸和核糖。不论是矮秆小麦还是高秆对照,从拔节期到抽穗期,反(顺)式阿魏酸和柠檬酸在拔节期含量较高,而在抽穗期含量相对较低,说明反(顺)式阿魏酸和柠檬酸与茎节分化及抽穗期茎节伸长有关。然而,矮秆小麦与高秆小麦相比较,在拔节期,反(顺)式阿魏酸和柠檬酸在RH-1中含量较高,在LD-1中含量较低,到了抽穗期,它们在RH-2中下调,而在LD-2中上调,进一步说明这两个代谢物与矮秆小麦ANW 16G植株矮化相关。3.比较组RH-1 vs RH-2中,共28个差异代谢物被注释到31条代谢通路中,主要参与精氨酸和脯氨酸代谢、氨酰生物合成代谢、天冬氨酸和谷氨酸代谢等。被注释的28个差异代谢物质中,10个差异代谢物表现为上调,占总数的35.71%,18个差异代谢物表现为下调,占总数的64.29%。比较组LD-1 vs LD-2中,共29种差异代谢物被注释到34条代谢通路中,主要参与氨酰生物合成、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成代谢以及缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解等。被注释的29个差异代谢物中,23个表现为上调,占总数的79.31%,6个表现为下调,占20.69%。比较组RH-1 vs LD-1中,共26个差异代谢物被注释到36条代谢通路中,主要参与丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、氨酰生物合成代谢等。被注释的26个差异代谢物中,19个差异代谢物质表现为上调,占总数的73.08%,7个差异代谢物质表现为下调,占总数的26.92%。比较组RH-2 vs LD-2中,共9个差异代谢物被注释到19条代谢通路中,主要参与氨酰生物合成等。被注释的9个差异代谢物中,2个差异代谢物表现为上调,占总数的22.22%,7个差异代谢物表现为下调,占总数的77.78%。四个比对组得到共同的代谢通路:苯丙基生物合成,参与了矮秆小麦和对照高秆小麦LD222株高形态建成,进一步与矮秆小麦ANW 16G植株矮化相关。