小麦是人类主要的粮食作物之一，世界上70﹪的小麦播种面积分布在干旱和半干旱地区，深入研究小麦根系的水分功能与机理，对探明干旱逆境下小麦适应性变化的潜在机制、调控根系发育、培育抗旱品种，从而为提高小麦作物高效用水和挖掘旱地农业区小麦生产力提供理论依据。关于小麦种间和品种间水分利用效率差异的生物学基础已有很多研究，这些研究主要集中在地上部，而小麦根系水分功能对其水分利用效率影响差异的遗传机理方面的研究相对欠缺。为此本文选取了6 个在进化中典型的基因型小麦为材料（野生一粒，栽培一粒: 2n=2x=14；野生二粒，栽培二粒: 2n=4x=28；普通小麦，小偃6 号: 2n=6x=42），在水培、盆栽和大田条件下，测定了小麦不同生长时期在不同水分条件下根系生理生态的相关指标（根系大小、分布及功能等），最后就不同基因型小麦品种(系)进化过程中根系生态特征的演变，进化过程中根系吸水能力的变化及其与根系生长特性之间的关系，以及不同基因型小麦在进化过程中根系水分生理的演变规律进行了研究与探讨，主要研究结果如下： 1、不同基因型小麦在成苗期根系的生长特性存在一定的差异，但不同材料根系性状之间的差异与其生长后期相比表现的不太明显，出现的差异与成熟期根系特征并不完全一致。不同基因型小麦根系虽然表现出一定的分化趋势，但结果不十分显著；在苗期不同基因型小麦幼苗根系性状的细微差异是其生长发育时期正常表现，是小麦原始性状（基因）的外在表现；随着生育期的推进，不同小麦进化材料根系及地上部的性状表现会趋于更显著的差异，根系功能行为的分化表现将更明显。其实小麦成苗的过程是其根系潜在能力发挥及适应其生长环境的过程。 2、干旱胁迫明显减少不同基因型小麦根系的重量，但6x 与2x、4x 倍性的小麦根系相比其干重下降幅度较小，说明现代小麦品种可以在土壤水分亏缺的条件下通过增大根系增强根系的水分功能，以抵御或避免水分亏缺所带来负面影响。从另一个侧面反映出基因型和水分处理对小麦根系干重的影响都很显著，但土壤水分对根系总量变化的贡献率要大于基因型的贡献率。 3、不同基因型小麦根系大小与其耗水量呈显著的抛物线关系，较大的根系不一定产生较大的耗水量，根系总量及其在土壤剖面分布的差异共同造成了不同染色体小麦种的蒸腾耗水量差异，因为蒸腾耗水量的大小不仅取决于根系的大小，也取决于根系的功能和蒸腾速率及面积的大小。不同基因型小麦根重和根长性状的变化在一定程度上决定WUE 的部分变异，进化过程中小麦植株通过自身的库－源关系调节来提高水分利用效率。 4、在小麦染色体倍性从2x 到6x 的进化过程中，小麦根系水导与根系生长特性之间存在显著的相关关系：整根水平的水导随染色体倍性的增加而增加，并且整根水导与单根水导、整株生物量、根平均直径、根长及根面积均呈显著的正相关关系，而和根冠比之间表现负相关关系，证实了在小麦进化过程中其根系吸水能力呈递增的演化方向和趋势。 5、在水分胁迫下，6x倍小麦根系较2x和4x小麦根系表现出较低的胁迫敏感指数；野生型小麦的胁迫敏感指数小于栽培型小麦的胁迫敏感指数；其根系的保水能力为：2x（栽培一粒和野生一粒）> 6x（小偃6号和普通小麦） > 4x（栽培二粒和野生二粒）。 6、在PEG 胁迫下，6x 倍性的小麦根系较4x 和2x 倍性的小麦根系具有较强的渗透调节能力，现代小麦根系的渗透调节能力及对干旱的适应能力较强。随小麦染色体倍性由2x→4x→6x 的增加，根系膜透性呈递减趋，说明随着小麦的进化，向有利于根系保持其细胞膜结构和功能完整性的方向演变，既使在水分胁迫下，也能在一定程度上减轻水分胁迫对膜造成的伤害。另外，根系在干旱胁迫下的渗透调节趋于完善，以降低或避免水分不足给小麦植株所造成的不利影响。