高产和优质是小麦育种的重要目标性状。小麦的穗与产量和品质密切相关。利用化学诱变,获得普通小麦的密穗突变体S-Cp1-1,通过遗传定位、切片观察、转录组分析、加工品质测定等鉴定了突变体穗型变异的机制,并初步分析了该突变体优质的机理。主要实验结果列举如下:1.利用突变体S-Cp1-1与普通小麦株系br220构建分离群体,基于SNP标记,将控制S-Cp1-1中穗密度的基因位点Cp1初定位在5AL上。进一步利用7个SSR标记,将Cp1定位于1.6 cM的遗传距离之间。对应不同Scaffolds和BACs序列,我们发现这个区域包含Q基因。设计一对Q基因内标记qs1,发现qs1在分离群体10,100的F3单株中与密穗性状共分离。基于此我们确定导致S-Cp1-1密穗性状的基因为Q。对S-Cp1-1的Q基因进行测序,发现其第10外显子的miRNA172的结合区域含有一个错义突变。该错义突变不会改变Q蛋白的三维结构。我们将突变后的Q等位变异命名Qc1。qRT-PCR分析发现相比Q,Qcl的表达量在幼穗发育早期显著上调,且Qc1表达量的上调是由于突变干扰了 miRNA172对Q转录本的切割。在EMS诱变的多个普通小麦材料中独立筛选到9个与S-Cp1-1表型相似的突变体。对其Q基因位点分析发现9个独立的突变体中包含了 4种QC等位变异（Qc1-Qc4）。以上结果证明Q的过表达增加穗密度。2.对S-Cp1-1和野生型的穗轴进行石蜡切片观察比较,发现突变体的木质部减少而韧皮部增加,且维管束数量增加。对S-Cp1-1和野生型的种子进行加工品质的参数测定,发现S-Cp1-1的籽粒蛋白含量（干基）、湿面筋含量、zeleny沉降值、面团流变学特性和面包品质均显著优于野生型。S-Cp1-1面粉制作的面包体积比野生型增大37%。SDS-PAGE分析发现突变体和野生型的种子储藏蛋白条带一致。对9个独立密穗突变体及其野生型的籽粒蛋白含量进行测定,发现它们的籽粒蛋白含量相比野生型均显著增加。在构建的两个不同的F2分离群体中,测定了含有不同Q等位变异单株的籽粒蛋白含量,进一步证明Qc1显著增加籽粒蛋白含量,且增加的幅度与Qc1的拷贝数有关。证明Q的上调表达等位变异对强筋小麦育种具有重要价值。3.对处于GS24期的S-Cp1-1和野生型幼穗进行RNA-Seq分析,检测到1,802个差异表达基因,其中上调表达的基因448个,下调表达基因1,354个。基于功能注释和GO分析发现,大量差异表达基因在细胞过程（Cellular process）、代谢过程（Metabolicprocess）、催化活性（Catalyticactivity）和分子结合功能（Binding）等途径中富集。KEGG分析发现差异表达基因涉及103个代谢途径。基于S-Cp1-1中木质素含量的减少和种子蛋白含量的增加,对苯丙氨酸生物合成和氮代谢途径进行了进一步分析,发现这两个代谢途径中的关键酶在转录水平上均发生了显著变化,揭示了Q基因调控的下游基因和潜在的调控网络。