随着全球气温升高和极端天气频发,穗发芽危害呈加重趋势。培育和推广抗性品种是防治小麦穗发芽危害的最有效途径。鉴定新的抗穗发芽位点和优良基因单倍型,开发紧密连锁分子标记,是小麦品种穗发芽抗性改良的重要基础。本研究利用305份国内外小麦育成品种构成的自然群体,通过3个田间环境点和温室高温胁迫条件下的籽粒发芽指数(GI)测定,系统评价小麦育成品种的穗发芽抗性,并结合90K芯片基因分型数据的全基因组关联分析(GWAS),深入解析小麦穗发芽抗性调控的分子遗传机制。结果发现,两年3个田间环境点平均GI值为0.694,供试材料划分为高抗(GI≤0.3)、中间型(0.3<GI<0.6)和敏感(GI≥0.6)三种类型,且绝大部分材料感穗发芽。籽粒灌浆中后期高温胁迫明显降低品种休眠性,高抗组降幅最大,仍有少量材料表现温度不敏感的穗发芽抗性(GI≤0.3)。至少在2个环境点检测到与大田穗发芽抗性显著关联(p<0.05)的5个QTL位点,分别位于1 AS、4AL、3BL、3DL和5AL,单个位点可解释6.0%～12.2%的表型变异;与高温穗发芽抗性显著关联(p<0.05)的2个QTL位点,分别位于4AL和5BL,可解释13.2%～15.4%的表型变异。位于4AL的主效QTL位点基因MKK3在田间和高温胁迫环境下的抗穗发芽调控中均发挥重要作用,可解释的表型变异率分别为9.5%～15.4%,是抗穗发芽小麦育种可以利用的优良基因资源。