在以往的小麦育种研究中，多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，表现为长方形穗、纺锤形穗、棍棒形穗、椭圆形穗、圆锥形穗等不同穗型。受限于表型获取的技术挑战，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研究组等开发了一个基于图像的高通量表型分析平台，对小麦穗部形态进行解析。通过这个平台获得的54个穗部性状，在306份世界范围内农家种小麦材料和在中国1900年至2020年释放的1053份育种材料中，分别表现出显著的地理分布及育种选择的差异。穗部形态的差异被证实由不同的单倍型组合决定。
此外，小麦育种打破了农家种中穗长与穗宽/穗厚度之间的负相关关系。不同类型的穗型（长方形穗、纺锤形穗、棍棒形穗、椭圆形穗、圆锥形穗等）对产量无明显偏好性。在小麦品种中，科研人员通过鉴定与目标形状相关的基因组区域，并将其整合为固定连锁群，以促进小麦育种过程中目标性状的定向改良和选择。研究证明利用不同空间位置穗体积优异位点可以有效的改良穗型增加穗体积进而提高穗重，为穗型精细调控提供提供了关键资源，有助于加速的小麦育种的精准改良。
该研究于8月10日在线发表于学术期刊Cell Reports，植物所博士研究生沈阔程、叶波涛、俞旭昶，西北农林科技大学博士研究生申鹏、蔚睿，中国科学院遗传与发育生物学研究所助理研究员尹长斌，中国农业科学院作科所博士后许小宛，湖北省农业科学院粮食作物研究所研究员董静为论文的共同第一作者。植物所郭自峰研究员、遗传发育所鲁非研究员、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、国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持。
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116120
（饲草种质高效设计与利用全国重点实验室、分子生理实验室供稿）
不同穗型材料展示及穗型测量示意图
