独脚金内酯(Strigolactones, SLs)是一种抑制植物分枝的新型植物激素，SLs的合成和信号传导途径目前还不完全清楚，尤其是信号途径更是知之甚少。本研究以多个水稻矮化多分蘖突变体包括SLs合成途径中的丛矮2号、S1-40、gsor23和信号途径中的gsor300079、gsor300097为实验材料，通过图位克隆的方法找到到上述突变体中发生突变的基因。采用酵母双杂交等方法筛选出了与SLs信号途径中D3和D14相互作用的蛋白，同时利用EMS诱变获得了多个d14的表型恢复突变体，为进一步揭示SLs调控水稻分蘖和植物分枝的作用机制奠定了基础。主要研究结果如下：1.水稻DUS测试标准品种丛矮2号矮(cl2)具有矮化多分蘖的表型，遗传分析表明该性状是由1对隐性核基因控制的，并将该基因定位在第4染色体长臂标记C4-CL5和C4-CL4之间。测序发现cl2中的OsCCD7/D17基因编码区第1796个碱基由C突变为T，从而导致第599位的Pro变成Leu；用SLs的人工合成类似物GR24处理cl2，其多分蘖表型得到抑制； Real-time RT-PCR结果显示D17基因在水稻所有组织都有表达，茎部最高；在丛矮2号中SLs合成基因D10和D17表达上调，而信号途径中的D14基因表达下调。2.对S1-40进行测序发现OsCCD7/D17第3内含子3’端拼接点由AG突变为AA，导致mRNA产生了2种错误的可变剪接形式，这两种剪接方式最终都导致了D17蛋白的移码突变。因此，S1-40是D17的一个新的等位突变体。3.遗传分析表明，gsor23突变体的矮化多分蘖表型受一对隐性基因控制，并将突变基因定位在第1染色体长臂标记C1-WT2与C1-WT4之间。测序发现OsCCD8/D10基因编码区第404位的碱基C缺失，导致从第135位氨基酸开始移码突变，是D10基因一个新的等位突变体；用SLs的人工合成类似物GR24处理gsor23，其多分蘖表型受到抑制；Real-time RT-PCR结果显示D10在水稻根部表达最高，叶子较低；在突变体gsor23中，参与SLs合成的D10基因表达上调，而参与信号转导的基因D3和D14表达下调。4.对突变体gsor300097进行基因定位和序列分析发现， D3基因编码区第1583个碱基由G突变成A，导致D3蛋白第528位的氨基酸由Trp变成终止密码子TAG从而翻译提前终止，是D3基因的一个新的等位突变体；用SLs的人工合成类似物GR24处理gsor300097，其多分蘖表型未受到抑制；Real-time PCR与GUS染色都表明D3广泛表达于水稻的各个组织，穗子表达较高，节间相对较低；亚细胞定位结果表明D3定位在细胞核内。5.酵母双杂交实验发现D3F-box区域(N端1~64aa)能与水稻中的OSK1、5、20相互作用，这几个互作的OSK蛋白与拟南芥ASK1的相似性高达约75%；但D3LRR区(71~670aa)与OSK1、5、20不互作。在酵母双杂交试验中SLs信号途径中D14和D3、D3F-box、D3LRR结构域不直接相互作用。我们还获得了由水稻Actin1启动子驱动的含3×Flag-3×HA双标签的D3基因转化gsor300097的表型恢复转基因植株，将来可以用这些转基因水稻材料筛选和验证SLs信号途径中与D3互作的新蛋白。6.遗传和序列分析表明突变体gsor300079的矮化多分蘖表型是由于D14基因的突变造成的。亚细胞定位结果表明D14定位在细胞核内；酵母双杂交实验发现D14与NAC1/WRKY/MYB家族转录因子以及RNA结合蛋白(RB)相互作用；BiFC实验发现NAC1与D14蛋白共定位在细胞核内。在NAC1的RNAi转基因株系中分蘖数目明显减少。表达并纯化了MBP-D14融合蛋白；获得了由水稻Actin1启动子驱动的含3×Flag-3×HA双标签的D14基因转化gsor300079的表型恢复转基因植株，将来可以用这些转基因材料筛选和验证SLs信号途径中与D14互作的新蛋白。7.通过EMS诱变gsor300079获得了7株d14突变体的表型恢复植株，其中5株(即S1、S3、S5、S6、S7)中导致原始突变的转座子nDART仍然存在，而在其余2株（即S2和S4）中的nDART转座子已经跳走，只留下了印记序列。这些表型恢复突变体为克隆SLs信号传导途径中位于D14下游的新基因奠定了基础。