水稻(Oryza sativa L.)是世界主要粮食作物之一。植株高度是水稻品种的十分重要的农艺性状之一。到目前为止,在水稻中已经分离鉴定了70多个矮秆材料。粒形关系着水稻的产量和外观品质,也是十分重要的农艺性状。在前期研究中,我们从半矮秆保持系籼稻品种1352中发现了自发突变的矮秆小粒突变体,命名为d1352。本文以野生型为对照,分别对d1352突变体的主要农艺性状和对激素的响应等进行了研究,在对该性状遗传分析的基础上,实现了突变基因d1352的精细定位,并获得了候选基因。同时,本文还研究了该基因对激素BR合成及信号转导途径相关基因的表达影响。得到了以下结果：1、农艺性状调查发现,与野生型(WT)进行比较,d1352的植株高度和籽粒长度分别下降了66%和36%。突变体的所有节间距也显著缩短,并且每个节间距相对于整个茎秆所占的比率表现为经典矮秆类型d6-型。2、外源激素响应分析发现,外施GA活性物质GA3时,d1352和WT的植株高度都增加且增高的程度一致,说明d1352和WT对GA的敏感性一致,即d1352与GA的信号转导途径无关；在外施GA生物合成的抑制剂PP333时,d1352的植株高度降低,说明d1352与GA的合成途径无关。在完全黑暗的情况下d1352的胚轴并不伸长,表现出与BR相关的矮化突变体相同的暗形态,说明d1352是与BR的合成或信号转导途径相关的突变体；外施BR活性物质24-eBL时,d1352的植株高度不增加无法恢复到野生型高度,说明d1352与BR合成途径无关；同时,相比WT,突变体的根毛伸长程度对24-eBL浓度的反应和叶片夹角弯曲程度均明显降低,说明d1352对BR的敏感性降低。由此表明d1352与GA的合成和信号转导途径以及BR的合成途径无关,属于BR钝感性突变体。3、将矮秆小粒突变体d1352分别与籼稻品种XS1、明恢63、旱麻及粳稻品种台山糯杂交,对获得的四个F2群体进行遗传分析,结果显示,F2代中正常植株与矮化植株比例均符合3：1,且植株矮化和小粒性状在F2中共分离,表明d1352的矮秆小粒性状是由隐性单基因控制,且该基因具有多效性,暂命名为d1352。4、通过图位克隆的方法,我们将突变基因d1352定位于水稻第3号染色体上约98kb的区域。序列比对发现在此区域内一个编码假定的U-box E3泛素连接酶的基因(LOC_Os03g13010)的编码区有24个碱基的插入,这一插入也导致该基因U-b0)保守结构域内的八个氨基酸的插入。将与突变体杂交产生的其他所有定位群体与该插入位点进行连锁分析表明,该插入与矮化表型是共分离的,这表明LOC_Os03g13010o的插入导致了该突变体的表型,该基因为控制目标性状的功能基因。5、对多个与BR合成与信号传导相关的基因在突变体d1352和WT的转录水平进行比较,结果显示,在d1352突变体中BRDl,OsDWARF4和OsBZRl的表达水平显著上调,而D61,BRD2和D11的表达水平显著下调,由此说明基因D1352功能的丧失对其他BR相关基因的表达水平有显著影响。这一结果表明,D1352是在BR信号转导途径中起重要作用。因此,通过上述实验,我们认为LOC_Os03g13010为控制水稻株高的关键基因,而该基因U-boxE3泛素连接酶结构域的突变将导致水稻对BR敏感性的降低。