在过去一个世纪小麦育种过程中，大多数研究以整穗作为研究对象，例如单穗穗重、籽粒数、千粒重、穗长、小穗数等。然而小麦穗在不同空间位置具有显著差异，从而表现为方形穗、菱形穗、三角形穗等不同穗型。受限于表型获取的挑战，穗型对产量的影响以及不同空间穗部优异位点的利用仍有待深入研究。

    中国科学院植物研究所郭自峰课题组与其合作者研究开发了一个基于图像的高通量表型分析平台对穗部形态性状进行解析，获得了54个性状。这 54个穗部形态性状在 306份全球材料中表现出明显的地理差异，且在 1900 年至 2020 年中国释放的 1053 份材料中，呈现出不同时间窗口的育种选择。基于单倍型的地理分布和育种选择，我们将穗部形态的差异归因于不同的单倍型组合。小麦育种打破了穗长与穗宽/穗厚之间的负相关关系，从而增加了穗体积。在小麦品种中鉴定出的大部分基因组区域被作为一个固定连锁群进行利用，以促进小麦育种过程中目标性状的定向改良和选择。研究结果为穗部形态的分子设计提供了资源，有助于未来的小麦育种工作。

    该研究成果于2025年8月10日在线发表国际期刊Cell Reports上。中国科学院植物研究所博士生沈阔程、叶波涛、俞旭昶、西北农林科技大学博士生申鹏、蔚睿、中国科学院遗传与发育生物学研究所尹长斌助理研究员、中国农业科学院作科所博后许小宛、湖北省农业科学院粮食作物研究所董静研究员为论文的共同第一作者。中国科学院植物研究所郭自峰研究员、中国科学院遗传与发育生物学研究所鲁非研究员、西北农林科技大学吴建辉教授，吴婷婷教授、中国农业科学院作科所郝元峰研究员为共同通讯作者。项目研究得到中国科学院战略性先导科技专项（XDA24010104-2）、国家自然科学基金（32272122, 32401876, 32225038）和国家重点研发计划（2022YFF1002904, 2023YFF1000604）的支持。

不同穗型材料展示及穗型测量示意图

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116120