杂交小麦应用是未来提高小麦产量的一种途径，当前部分杂交小麦品种株高的增加在一定程度上加大了其倒伏风险。本研究以两个抗倒伏性不同的杂交组合为试验材料，通过分析不同灌浆时期茎秆相关性状变化、基部第二节间转录组和代谢组数据及基部第二节间木质素合成积累等揭示其抗倒伏差异的形成机制。结果表明，抗倒伏杂交组合茎秆相关性状，如茎秆抗折力、穿刺强度、茎秆充实度及木质素含量（含G和S型单体）均显著高于倒伏敏感性组合。KEGG富集分析表明，灌浆后期差异代谢物和差异表达基因主要被显著富集到苯丙烷生物合成途径。本试验共鉴定了35个参与苯丙烷途径的关键调控基因，其中42%的基因在灌浆后期显著差异表达，且在显著差异表达基因中，超过80%的基因在抗倒伏组合中的表达显著高于其在倒伏敏感组合中的表达，而抗倒伏组合木质素合成途径中松柏醛、阿魏酸和松柏醇等中间代谢物显著低于倒伏敏感组合。综合分析表明，抗倒伏组合灌浆后期仍具有较高抗倒伏能力的关键在于其具有较高的木质素合成能力。本试验还通过对已审定杂交小麦和常规小麦品种的茎秆特征比较，提出了培育抗倒伏杂交小麦组合应关注的茎秆性状。
随着杂交小麦的应用面积逐渐增加，倒伏正在成为其获得高产的主要限制因素之一。然而，关于茎秆相关性状的配合力及其与抗倒伏杂种优势形成的研究较少。本研究，按照不完全双列杂交设计（NCII），以茎秆相关性状显著差异的3个不育系（母本）和8个恢复系（父本）为试验材料，配置24个杂交组合。对基部第二节间长度、基部第二节间抗折力等茎秆相关的8个性状开展主成分分析（PCA）、配合力分析及杂种优势分析。PCA结果表明，8个变量可被提取为两个主要因子，分别为正相关因子（因子1）和负相关因子（因子2），分别解释总变异的52.3％和33.2％。PCA和指标权重分析表明，因子1相关性状在抗倒伏优势形成中起主要作用，研究还表明，茎秆相关性状的遗传以加性效应为主。以恢复系R1，R4，R6及R7与不育系M3配置组合可获得具有较高抗倒伏能力的杂交组合，与其因子2相关性状具有较低的一般配合力效应（GCA），及因子1相关性状具有较高的GCA密切相关。杂种优势分析表明，因子1相关性状（除基部第二节间壁厚外）的GCA或特殊配合力效应（SCA）与抗倒伏杂种优势呈正相关关系。一般而言，抗倒伏杂种优势与不育系因子1相关性状GCA的相关系数显著高于其与恢复系的，此外，不育系因子1相关性状具有更高的方差值，表明，在配置杂交组合时应特别关注不育系因子1相关性状的选择。遗传分析表明，基部第二节间直径和重心高度的狭义遗传力明显低于其他性状（<60％），表明，在亲本选育时这两个性状适合在高世代进行选择。这些发现可为亲本选育和抗倒伏杂种优势的利用提供理论依据。
