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20世纪50年代矮源基因在育种中的应用和70年代杂种优势的利用使我国水稻单产发生了两次革命性飞跃。水稻育种上的第一次“绿色革命”就是利用半矮秆基因sd1培育抗倒耐肥的新品种,从而大幅度提高了世界粮食产量。可长时间使用单一半矮源基因sd1,既不利于保持矮源的多样性,也存在诸多潜在的风险。因此发掘、鉴定和利用新的矮秆资是水稻育种重要的任务。本研究以矮杆多蘖突变体M22-3-2和八个不同供体且携带Sd1基因的高杆SSSL（single segment substitution line）材料为亲本杂交,经过5代的回交和筛选,将sdm基因和八个来源不同Sd1基因和分别导入到华粳籼74中,构建以华粳籼74为遗传背景单片段代换系和双片段聚合系。主要研究结果如下:1.携带sdm基因和Sd1基因的SSSL及Sd1-sdm双片段聚合系。2013年早季前人利用矮杆多蘖突变体M22-3-2分别与八个不同供体来源的高秆SSSL材料杂交,获得八个同时含有Sd1基因和sdm基因杂交组合F1;从2013年晚季至2014年晚季,用F1与华粳籼74回交获得八个含有同时含有Sd1基因和sdm基因的BC3F1。在2014年晚季,选择覆盖水稻12条染色体的316对微卫星标记对八个组合的BC3F1进行全基因组背景检测,发现这些BC3F1中含有610个华粳籼74遗传背景以外的其他片段。为了获得以华粳籼74为遗传背景的sdm-Sd1双片段聚合系,从2015年早季至2015年晚季,继续用华粳籼74回交BC3F1,最终获得八个含有同时含有Sd1基因和sdm基因的BC5F1。经过全基因组背景检测,发现这些BC5F1只含有携带Sd1基因和sdm基因的片段,其他遗传背景与华粳籼74相同。2016年早季种植BC5F1,从分离群体BC5F2中获得了一系列纯合的sdm-SSSLs、Sd1-SSSLs和Sd1-sdm双片段聚合系单株,这些单株在2016年晚季发展成株系并考察其表型。2.sdm基因的代换作图。本研究经过连续5代的回交和筛选,在2015年晚季和2016年早季,共获得了27个以华粳籼74为遗传背景且覆盖矮生突变体M22-3-2第12号染色体的次级SSSLs。根据单片段重叠群作图原理,利用这些SSSLs将sdm基因定位在标记MM1304（物理位置10,045,571bp）与C30（物理位置13,660,480bp）之间,约3000 kb范围内。3.水稻sdm基因与Sd1基因的互作效应。2016年晚季,种植八个组合的sdm-Sd1双片段聚合系,从株型、粒型和产量分析基因sdm和Sd1的互作效应。在成熟期,与华粳籼74相比,Sd1-sdm双片段聚合系粒型、千粒重变化不大,株高增高22%左右,分蘖增加200%,产量增加35%。株高的增加表现为各节间按照相应比例伸长,这主要是Sd1基因和sdm基因相互作用引起的。分蘖的增多主要是由于sdm基因的效应,分蘖的增多促使产量的提高。本研究将矮生多蘖sdm基因和高杆Sd1基因导入到华粳籼74遗传背景中,构建了一系列的次级SSSLs和sdm-Sd1双片段聚合系。利用单片段重叠群初步定在着丝粒区域的sdm基因。研究表明,Sd1-sdm双片段聚合系改良华粳籼74的株型,提高华粳籼74的产量,实现“矮中求高”的设计育种目标。Sd1-sdm双片段聚合系是一种新的半矮秆资源,具有较强的育种潜力。