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荧光原位杂交（Fluoresence in situ hybridization,FISH）是研究染色体变异的有力工具。本研究基于本实验室开发的寡核苷酸探针套#4（Oligonucleotide probe multiplex#4,ONPM#4）进行FISH分析,结合A基因组寡核苷酸探针开发,分析了人工合成小麦、小麦祖先种和小麦-百萨偃麦草异染色体系中染色体演化特征,主要结果如下:首先,通过对栽培一粒小麦基因组测序和生物信息学分析,设计了6条寡核苷酸探针,发现这些序列在不同物种中信号数目、分布位置均存在明显差异;同时,利用小麦45S rDNA序列,设计了包含9条寡核苷酸探针的45S rDNA探针套,可以清晰区分小麦及粗山草随体染色体;研究还利用新开发的百萨偃麦草串联重复序列寡核苷酸探针BS-HC CL135-2,与前期开发探针结合,可以清晰区分不同节节麦染色体多态性,确定不同来源节节麦间1D～7D染色体。其次,利用ONPM#4对13份衍生自硬粒小麦Langdon和不同节节麦的人工合成小麦F8代植株染色体组成进行了分析,发现不同来源节节麦染色体间存在丰富多态性。共发现30种多态类型,其中2D、4D和6D均为5种,5D最多为6种,1D有4种,3D有3种,7D有2种。进一步对13个系301个F8单株（每个系分析5～40个单株）分析发现,49.17%的单株涉及染色体变异,但不同系间差异明显,变幅为8.33%～100%。对变异染色体分析表明,B基因组染色体变异频率最高（32.89%）,其次为D（16.28%）,A最小（15.95%）;21条染色体而言,有20条涉及变异,其中1B变异频率最高（18.27%）,从高到低依次为:4B（6.64%）、5A（5.98%）、1D=4D（5.65%）、4A（3.65%）、1A（3.32%）、7B（2.66%）、3D（1.99%）、5B=6B=2D（1.66%）、2A=6A=2B=3B=6D（1.00%）、3A（0.66%）、7A（0.33%）、5D（0.33%）,而7D未发生明显变异。再者,利用ONPM#4对12个小麦近缘种和2个栽培品种进行分析发现,自然加倍形成的四倍体小麦AABB中,相比于原始的A基因组和S基因组,A和B基因组均发生了大量重复序列变化,两者不同程度的丰富了彼此信号,但在普通小麦第二次远缘杂交和加倍过程,A和B组染色体重复序列变化不大,而且新加入的D基因组染色体与祖先种节节麦相比差异亦不明显。最后,利用 ONPM#4 FISH 结合基因组 GISH（Genomic in situ hybridization）分析,将中国春-百萨偃麦草易位系T2JS-2BS·2BL回交转移进扬麦6号、烟农19和矮苏三等3个不同栽培品种,并获得农艺性状显著改良的9个小麦种质,T2JS-2BS·2BL的引入显著增加了株高和穗长并明显改善了种质穗发芽抗性,将矮苏三株高平均提高了 16.45cm,千粒重提高了 9.84g,为小麦育种提供了新的矮秆多穗抗穗发芽种质。