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小麦是世界上最重要的粮食作物之一，其品质状况直接关系人类食物的营养水平。小麦籽粒硬度是小麦磨粉加工用途和品质优劣的重要指标，puroindoline a（Pina）和puroindoline b（Pinb）基因是控制小麦籽粒硬度的主效基因，这两个基因紧密连锁，位于普通小麦的5D染色体短臂上。普通小麦D染色体组来源于节节麦(Aegilopstauschii，DD)，仅有少部分节节麦生态型参与了普通小麦的形成。与普通小麦相比，其基因变异类型丰富，并且能够通过与四倍体小麦杂交人工合成六倍体小麦，对普通小麦的籽粒硬度性状进行改良。对不同生态类型节节麦进行籽粒硬度基因遗传多样性研究，了解不同生态型节节麦硬度基因的等位变异，挖掘新型等位变异，筛选包含优异等位变异的生态型，用于普通小麦的籽粒硬度的改良。本研究分离了110份来自不同国家和地区的节节麦材料的puroindoline基因的核苷酸序列，通过序列比对，系统发生树构建，拓扑关系分析，地理分布分析，获得以下主要结果: 1.从110份节节麦材料中发现了1个新的Pina等位变异Pina-D1o和2个新的Pinb等位变异Pinb-D1dt、Pinb-D1it。它们的序列全长均为447bp，编码148个氨基酸残基，具有麦类作物PinA、PinB蛋白所特有的WRWWKWWK和WPTKWWK色氨酸结构域，且相对于Pina-D1a，Pinb-D1a和Pinb-D1i分别只有一个碱基的差异。 2.发现8种Pina-D1等位基因，7种Pinb-D1等位基因和20种的单倍型。Pina-D1d/Pinb-D1i, Pina-D1c/Pinb-D1h和Pina-D1a/Pinb-D1a这三种单倍型占据主导地位，含有这三种单倍型的材料分别为35，19和10种。 3.对12个硬度基因单倍型进行拓扑关系分析以及地理分布分析，可以分为三组，组内最近的单倍型间只有1-2个碱基差异，组间差异较大，第一组和第二组最近的两种基因型Pina-D1a/Pinb-D1a和Pina-D1a/Pinb-D1i之间也有30个核苷酸的差异。Pina-D1a/Pinb-D1j则单独为一组，它与Pina-D1 a/Pinb-D1a和Pina-D1 a/Pinb-D1i之间分别有19和17个核苷酸的不同。 在12种单倍型中的第一组中8种单倍型中Pina-D1d/Pinb-D1i， Pina-D1 c/Pinb-D1h, Pina-D1c/Pinb-D1i, Pina-D1d/Pinb-D1h, Pina-D1j/Pinb-D1i和Pina-D1e/Pinb-D1i，编码相同的PinA和PinB蛋白，其籽粒硬度也应相同，表明节节麦中的Pin基因具有高度的保守性，其可能在节节麦的适应进化过程中起着重要作用。 4.地理分布分析显示Pina-D1d/Pinb-D1i单倍型广泛地分布于中东、中亚以及东亚地区，是占主要优势的单倍型。里海地区包含较多的遗传多样变异。 上述的研究结果获得了新的硬度基因定位变异类型，并对节节麦中硬度基因单倍型变异进行了系统关系分析，有利于利用节节麦中的硬度基因进行普通小麦的硬度性状改良。单倍型的地理分布为分离更多的硬度基因的新型等位变异提供理论依据。