水稻(Oryza sativa L.)是世界上一个重要的经济谷类作物,因为超过一半的世界人口以大米作为主食。然而,随着人口的不断增长和耕地减少,据估计,到2030年大米的需求将比现在提高40％。因此,很有必要通过各种育种方法提高水稻产量。育种是一个从大量株系中筛选出理想表型株系的过程,这些大量的株系一般来源于自然和人工突变以及杂交重组。这些突变可能产生的优良种质是育种的一个重要来源。目前,组织培养与诱变技术相结合已经成为一种有效的增加物种多样化的好方法。本文将组织培养技术与2,4-D诱变相结合建立了新型化学诱变方法。然后,我们利用该方法诱变了株1S和中9B,成功筛选得到了优良SV突变株系SV14S和SV9B,并对其进行了相关分子生物学分析。论文的具体研究结果如下:　　 (1)建立了以高浓度2,4-D(4 mg/L)诱变处理的水稻新型化学诱变方法。体外培养诱导突变所涉及的因素包括培养基的成分(各种盐类,激素,有机物质等)和培养条件(温度,光照和培养时间等)。在本研究中,我们研究了2,4-D的浓度和不同的外殖体与突变频率之间的相互关系,并最终建立了一个以幼穗为外植体和高浓度2,4-D(4 mg/L)诱变处理的水稻体细胞无性系诱变育种方法。在该方法中,2,4-D作为一种化学诱变剂应用于植物体细胞的诱变,是一种新型的化学诱变方法。　　 (2)从水稻体细胞无性系突变群体中成功选育了优良矮化突变体SK14S和SV9B。在本研究中,从株1S和中9B的诱变群体中分别成功选育出了矮化突变体SV14S和SV9B。SV14S和SV9B均分别保留了亲本株1S和中9B的优良农艺性状,但是株高却明显矮化,极大增加了植株抗倒伏的能力,并且在杂交育种中表现出了良好的应用前景。这些育种成效的取得进一步证实了利用幼穗为外植体和高浓度2,4-D诱变处理的水稻体细胞诱变方法是一种非常简单有效的育种方法。　　 (3)从分子水平上证明了SV突变体发生了变异。　　 通过RAPD和RFLP的分析发现,SV突变体确实在基因组水平上发生了突变。特别是以SV14S为代表的突变体中,GA20ox-2基因中出现了约200 bp的缺失突变,意味着该基因可能是一个新的sd-1等位基因。　　 (4)选育的SV矮化突变体在杂交育种中得到了广泛应用。通过利用SV14S与优质抗稻瘟病父本ZR02杂交,选育出了高抗稻瘟病的优质两用核不育系湘陵628S。该品种通过了湖南省审定,并被选定为超级杂交水稻亲本。用该亲本选配的超级杂交早稻组合表现出了优异的杂种优势,即将进行商业推广种植。另外,通过利用选育的SV9B与三系胞质不育系T98A杂交选育出了抗倒伏的优质三系胞质不育系SV9-16A。该不育系具有优异的农艺性状,将会在三系杂交育种中得到广泛应用。　　 综上所述,这些育种成效的取得证实了利用幼穗为外植体和高浓度2,4-D诱变处理的新型水稻体细胞化学诱变方法是一种简单有效的育种方法,为将来通过体细胞诱变技术改良作物品种提供了一种新的技术手段。