小麦是全世界最重要的粮食作物之一。但是现代育种过程造成的遗传瓶颈效应使得小麦的遗传背景日益狭窄,遗传同质化越来越严重,限制了小麦的进一步改良,对小麦生产产生了极大的冲击和潜在威胁。作为六倍体小麦的近缘祖先种,四倍体小麦具有穗大、粒大、蛋白质含量高、抗逆强等特性,是普通六倍体小麦遗传改良的重要种质资源和基因库。本研究以不同类型的四倍体小麦为材料（包括野生二粒小麦、栽培二粒小麦和硬粒小麦）,对其田间农艺性状、籽粒性状以及根系性状进行调查和比较分析,鉴定、发掘其中的优异种质材料,以期为小麦高产、优质、高效育种提供必要的种质和物质基础。主要结果如下:1.通过对不同四倍体小麦株高、穗长、穗下节长等田间农艺性状以及千粒重等进行比较分析,发现四倍体小麦田间各性状变异的程度和范围差别很大。野生二粒小麦遗传多样性排序为:千粒重＞叶绿素含量＞穗下节长＞株高＞穗长;栽培二粒小麦遗传多样性排序为:叶绿素含量＞千粒重＞穗下节长＞株高＞穗长。说明四倍体小麦在由野生种变为农家种过程中,株高和穗下节明显升高,穗长明显降低。从整体上看,野生种和栽培种的株高和穗长的变异系数都较小,表明这两个性状被应用于育种时性状选择的范围有限,在选择过程中,想要提高选择的效果须通过扩大选择群体来实现。2.对野生种、栽培和硬粒小麦籽粒相关性状比较分析发现,野生二粒小麦的籽粒周长、籽粒面积等性状明显高于栽培二粒小麦和硬粒小麦,栽培二粒小麦与硬粒小麦籽粒长宽、籽粒周长以及籽粒面积之间差异不显著。表明四倍体小麦在由野生种变为农家种的过程中籽粒由细长干瘪演变为短小饱满。3.通过对野生二粒小麦、栽培二粒小麦和硬粒小麦的品质性状进行统计分析和独立性t检验,发现野生二粒小麦籽粒加工品质和烘培品质好,但籽粒细长不够饱满。栽培二粒小麦和硬粒小麦的籽粒饱满,磨粉品质好。通过对品质的比较鉴定,对四倍体小麦后代进行有目的和用途的选择,改善其加工品质和农艺性状,发展优质小麦具有重要作用4.最后,利用水培对四倍体小麦的根系性状进行了调查和比较分析。利用根系扫描仪对水培条件下培养28天的四倍体小麦根系进行了测定。发现野生二粒小麦根系最短,生长缓慢,侧根数量多,分支密集,对水分和养分的吸收范围广;而栽培二粒小麦其根系细长且数量较少,但分支量多密集,对小麦水分和养分的吸收利用主要依靠向下深入土壤;硬粒小麦根系稀疏,仅主根较发达,而且生长缓慢,总体生长状况不如野生二粒小麦和栽培二粒小麦。本研究初步对不同类型四倍体小麦的根系和穗部性状进行了调查和比较分析,初步明确了野生二粒小麦、栽培二粒小麦以及硬粒小麦间根系和穗部性状的差异和演化趋势,为进一步研究其性状演化规律及机制提供了有益信息;进一步筛选、鉴定其中优异材料,为小麦相关性状的遗传改良奠定了物质基础。