随着世界人口的增加、耕地的减少,选育高产小麦品种一直是研究的热点。然而光合产物只有更多地分配到收获器官,才能最终获得高产。因此,为筛选高产、低耗的小麦,本试验以中国小麦微核心种质(230份)为试验材料,分为田间试验与室内水培试验,对其形态生理性状进行调查与分析。田间试验于2018—2019年在河南省新乡市延津县试验基地进行,研究微核心种质小麦的农艺性状、根系形态、叶片生理和产量等指标的差异,并将各指标进行相关性分析、主成分分析和小麦材料聚类分析。室内试验于2019年在人工气候室内进行,采用百农207作为对照,分批次进行水培,研究微核心种质小麦幼苗期根系呼吸速率、地上部与根系的形态性状和生物量等指标的差异,并根据主成分分析结果对供试小麦品种进行聚类分析。主要结果如下:1.统计分析显示,室内小麦微核心种质幼苗地上部农艺性状、根系表型及根呼吸的变异系数大,说明参加试验的种质的存在丰富的遗传变异,种质资源选择范围改良潜力较大。通过相关性分析可知,不同性状之间存在信息重叠。因此,利用主成分分析法进行降维,并对参试材料进行综合评价,将230份材料分为IV类,第I类包括212份材料,该类小麦材料呼吸相对值小、地上部干重相对值相对较大,根干重相对值相对较小。第II类包括8份材料,该类小麦材料呼吸相对值较大,地上部干重相对值小,根干重相对值较小。第III类包括2份材料,该类小麦材料呼吸相对值大,地上部干重相对值大,根干重相对值小。第IV类包括8份材料,该类小麦材料呼吸相对值较小,地上部干重相对值较小,根干重相对值大。2.根据田间试验各项指标统计分析结果可知,参试小麦熟性、地上部农艺性状、根系表型、叶片生理、产量构成等性状存在丰富的遗传变异,种质资源选择范围改良潜力较大。主成分分析表明根长、根表面积、根体积、单穗重、NBI、叶绿素含量、单穗粒数与地上部干重的贡献率较大。相关性分析得知,根长、根表面积、根体积、根平均直径均与根系干重显著相关;千粒重、单穗粒数与产量显著相关;NBI与叶绿素含量显著正相关;株高与地上部干重显著正相关;旗叶鲜重及旗叶表面积均与地上部干重显著正相关。因此,依据根干重、地上部干重、亩产及旗叶叶绿素含量对参试小麦进行了聚类分析。3.对田间试验参试小麦材料成熟期性状进行综合评价,聚类结果显示,可将230份材料分为III类。其中第I类包括217份材料,该类小麦材料根系干重小、地上部干重小、亩产最低,叶绿素含量相对较大。其中第II类包括8份材料,该类小麦材料根系干重相对较小,地上部干重相对较大,亩产相对较高,叶绿素含量相对较大;其中第III类包括5份材料,该类小麦材料根系干重大、地上部干重大、产量高,叶绿素含量相对较小。4.幼苗地上部干重相对值与成熟期地上部干重显著负相关,成熟期根系干重与幼苗根系干重呈显著正相关,成熟期根平均直径与幼苗根平均直径相对值呈显著正相关,成熟期比根长与幼苗比根长相对值呈极显著正相关,表明幼苗期与成熟期小麦之间存在一致性且根系较地上部更为稳定。5.小麦幼苗期根系呼吸速率相对值与成熟期地上部农艺性状负相关,与成熟期根平均直径正相关,与其他根系参数均呈负相关,与千粒重呈显著正相关,与单穗粒数呈显著负相关,推断根系呼吸速率较强的小麦品种其地上部干重轻,株高较低,分蘖数少,不利于穗粒数增加,但利于籽粒灌浆,促进千粒重增加。综上所述,微核心种质小麦形态生理特性存在显著差异。旗叶生理特性、根系生长状况在产量形成中都发挥了重要作用。根系呼吸消耗低,使得光合产物更多地分配到收获器官,利于籽粒灌浆,促进千粒重增加。该研究结果为光合生产潜力提升有限的条件下,高产、低耗性小麦育种提供了一种新的思路。