穗发育与穗粒数的形成密切相关。目前在拟南芥和水稻等植物中，对花序/穗发育的遗传调控都进行过系统的研究，然而在小麦中却缺少相关的报道。为了解析小麦穗发育的分子基础和基因表达动态，对小麦穗发育的前6个阶段:未伸长期、伸长期、单棱期、二棱期、护颖原基分化期和小花原基分化期的茎尖或幼穗做了RNA-Seq分析。主要结果如下:　　(1)在小麦穗发育前6个阶段中共检测到了53306个表达基因和4136个差异表达基因，分别占小麦已注释基因数目的53.6％和4.2％。　　(2)穗发育中基因表达变化保守且无基因组范围内的显性效应。　　(3)差异表达基因可分为6个共表达类群。每个类群都有大量转录因子被富集，3个类群富集了海藻糖合成/代谢相关的基因。细胞分裂素代谢、激素响应、表观调控、RNA介导的基因沉默相关的基因也在不同的类群中富集。　　(4)海藻糖合成相关基因在护颖原基分化期有明显的上调;细胞分裂素脱氢酶/氧化酶基因在单棱期有明显的下调;生长素响应因子基因在单棱期和二棱期都有上调，但在二棱期的上调更为明显。　　(5)穗发育中共检测到306个差异表达的转录因子。转录因子更倾向于按照功能而非家族共表达。维持分生组织活性的AP2/ERF亚家族的转录因子主要在未伸长期到单棱期高水平表达;大量与逆境/信号响应相关的转录因子在单棱期和二棱期高水平表达;极性建立相关的转录因子在单棱期、二棱期到小花原基分化期高水平表达;抑制开花和促进开花的基因分别随着穗发育下调或上调表达;参与花器官特化的MADS家族的转录因子在小花原基分化期高水平表达。　　(6)部分同源基因三个拷贝(HTs)在表达上存在亚基因组贡献差异。物质代谢和细胞内物质运输相关的基因更容易存在这种表达差异。　　穗型变异，尤其是多小穗型变异是提高小麦穗粒数的一种有效方式。簇生小穗型是多小穗型的一种类型。YM44是具有簇生小穗的一个地方品种。我们通过同源克隆和遗传连锁分析，克隆了YM44中调控簇生小穗的基因。并利用原位杂交以及RNA-Seq等技术对该基因的功能进行了初步解析。主要结果如下:　　(1) YM44的部分小穗分生组织转变为了小穗簇分生组织。　　(2)簇生小穗由TOO MANY SPIKELTS(TMS)/Wheat FRIZZY PANICLE(WFZP)-A、D两个基因控制。YM44中TMS/WFZP-A和D基因分别由于序列缺失和表达沉默而功能缺失。WFZP-D位点在F2群体中存在一定程度的偏分离。　　(3) YM44中tms/wfzp-D基因在-1728--695的启动子区域高度甲基化。　　(4) TMS/WFZP基因主要在护颖原基分化期表达，且表达区域主要集中在小穗分生组织和花序分生组织的交界处。　　(5) TMS/WFZP基因在禾本科中的功能有分化，在小麦中主要调控腋生分生组织的分化方向，而不调控小穗分生组织向花分生组织的转换。　　(6) TMS/WFZP功能的发挥可能需要TaTERMINAL FLOWER1（TaTFL1）的参与。　　(7)小麦的TMS/WFZP基因具有转录激活活性。　　(8) TMS/WFZP可能参与了部分海藻糖合成酶基因的激活。