小麦是世界上三大粮食作物之一，从播种到收获的整个生长发育全过程中，会受到各种非生物因素的影响，其中，钾肥是影响小麦正常生长发育和产量的最重要因素之一。钾是小麦生长发育的必要元素，研究小麦钾素吸收的机制，培育钾高效的小麦新品种，是缓解我国钾肥短缺的重要途径。本研究以543份小麦自然群体为材料，采用水培方法，利用90k SNP芯片对苗期钾效率相关性状进行全基因组关联分析(GWAS)。利用筛选出的耐低钾品种(科农9204)和敏感型品种（百农207）进行转录组学分析（RNA-seq），鉴定与钾吸收和转运过程相关的基因。主要研究结果如下:
　　1.对543份小麦自然群体进行苗期钾效率相关性状的统计分析，方差分析表明所测性状受到供钾水平的显著影响，不同性状间的遗传率存在明显差异。与正常处理相比，在低钾胁迫条件下，小麦苗期的株高、叶面积、干重、K+浓度和K+累积量显著降低，但各部分的K+利用效率、Na+/K+、Na+浓度和根冠比显著增加。
　　2.利用11140个具有多态性的SNP位点，采用混合线性模型，对小麦苗期钾效率相关性状进行全基因组关联分析，共检测到157个显著关联的SNP位点，分布于小麦的21条染色体上，其中大部分位于7A、7B、2B和2D染色体。
　　3.对性状显著相关的SNP位点进行候选基因预测，共预测到457个候选基因。主要包含钾转运蛋白、转录因子、蛋白激酶、F-box蛋白、锌指蛋白、细胞色素P450等相关基因。
　　4.对耐性品种和敏感型品种进行转录组学分析。在耐性品种中，共有9082个差异基因，其中4447个基因表达量上调和4635个基因表达量下调;在敏感性品种中，共有15805个差异基因，其中6403个基因表达量上调和9402个基因表大量下调。两个品种共有5348个相同的差异基因，上调的有2270个，下调的有2976个。
　　5.对低钾胁迫产生的差异基因进行分析，其中主要富集到细胞核组分、质膜组分、膜的整体组成部分、叶绿体、蛋白质磷酸化、应激反应、线粒体、蛋白质结合、ATP结合、转录因子调节等代谢途径。
　　6.利用RNA-seq与GWAS进行联合分析，共筛选到104个相同基因，其中在2个品种中均差异表达有28个相同差异基因。主要包含磷酸盐转运蛋白、锌指蛋白、蛋白激酶、叶绿素结合蛋白等。