小麦是世界上最主要的粮食作物之一,在收获前若遇连阴雨天气或在湿热环境中储藏时间较长则易发生穗发芽。穗发芽的发生严重影响小麦的产量和加工品质,从而给农作物生产造成巨大的经济损失。本研究通过穗上发芽和籽粒发芽的试验方法,于2017年和2018年对383份小麦材料进行了穗发芽抗性鉴定,明确我国北方冬麦区主要小麦材料的穗发芽抗性状况,利用已有660K的SNP芯片数据进行全基因组关联分析(GWAS),寻找与小麦穗发芽抗性显著相关的遗传位点;同时克隆10个已报道的控制穗发芽抗性的基因,通过三代测序技术发掘与穗发芽抗性相关的等位变异,寻找新的等位变异遗传位点,为改良小麦穗发芽抗性提供基因资源。主要结果如下:穗发芽表型数据分析结果表明,材料间发芽率差异显著,遗传变异十分丰富。穗上发芽及籽粒发芽的重复间相关性均较高,表明这些性状遗传力较高,表型变异主要由遗传控制,但穗上发芽与籽粒发芽间相关性较低,表明二者的遗传基础不同。GWAS在多个环境共检测到17个显著稳定的关联位点,穗上发芽与籽粒发芽的关联位点存在明显差异,也表明控制这两个性状背后的遗传机制存在差异。穗上发芽共检测到6个显著的稳定关联位点,其中以3AL、3BL和3DL上的3个位点最为显著,其与控制种皮颜色的TaMYB10基因共定位。此外,通过对种皮颜色进行测定,GWAS表明种皮颜色的关联位点与穗上发芽关联位点以及TaMYB10基因共定位,说明穗上发芽表现受到种皮颜色的显著影响。三代测序结果显示,这10个穗发芽抗性主效基因在288个材料中存在着丰富的等位变异。TaMYB10-A启动子区的1-bp的缺失突变导致穗上发芽降低0.24,而对籽粒发芽没有显著影响,表明TaMYB10主要影响穗上发芽而非籽粒发芽。GA20ox-B第一个外显子的G>A SNP突变引起铁/抗坏血酸二加氧酶结构域C端12氨基酸转角位置疏水性的丙氨酸替换为亲水性的苏氨酸,可能导致其二级结构的改变,影响GA20ox的酶活性。