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随着国家全面禁止面粉增白剂使用，筛选面粉高白度小麦种质，选育自然粉色洁白小麦新品种成为小麦育种者的新课题。由甲羟戊酸途径合成的类胡萝卜素等黄色素是小麦面粉白度的主要影响因素。本研究测定了保存小麦种质的面粉白度，筛选出白度值≥80的小麦种质342份，其中18份籽粒硬度指数≥50；从低白度玉麦和高白度小麦品种济南13中克隆了甲羟戊酸激酶和法呢基焦磷酸合成酶基因，并进行了酶动力学研究。玉麦和小麦济南13甲羟戊酸激酶存在6个氨基酸差异，前者对甲羟戊酸的亲和性为后者的2倍，其Vmax为后者的2.3倍，说明其催化活性高于后者，与玉麦面粉中胡萝卜素含量高而小麦济南13中低的结果一致。小麦济南13法呢基焦磷酸合成酶TaJNFPS-2与玉麦TaYMFPS有2个氨基酸差别，对二甲基丙烯焦磷酸的Vmax为后者的2.3倍，对异戊烯焦磷酸的Vmax为后者的2.4倍，对牻牛儿基焦磷酸的Vmax为后者的3.1倍，其催化活性高于后者。通过面粉白度和酶动力学分析，认为甲羟戊酸激酶基因是控制小麦面粉白度的关键酶基因。本研究为进一步培育中筋以上高白度小麦新品种，研究甲羟戊酸途径关键酶基因对作物库源的影响具有重要意义。