水稻孕穗期低温胁迫会破坏生殖器官功能,使花药发育受损、花粉育性降低,最终导致水稻结实率下降、产量降低。黑龙江省是我国重要的水稻商品粮区,水稻产量约占全国的1/9。黑龙江省是我国最北部的水稻种植区,孕穗期冷害频繁发生,严重的威胁了当地水稻的生产。由于孕穗期耐冷表型鉴定上存在困难,目前只有少数孕穗期耐冷基因被鉴定出来。因此,挖掘更多的孕穗期耐冷基因,解析其调控机制具有十分重要的现实意义。本研究鉴定到了一个受冷诱导表达的转录因子OsWRKY53,且OsWRKY53能够负调控水稻孕穗期耐冷。通过生化实验及遗传学实验明确了OsWRKY53在调控孕穗期耐冷性的理论基础及应用价值。本论文具体的研究结果如下:1.通过RNA-seq分析及q RT-PCR实验,发现OsWRKY53受孕穗期冷处理诱导表达。2.观察分析龙粳11、oswrky53突变体及OsWRKY53-OE过表达植株表型,并对其进行孕穗期耐冷表型鉴定,结果表明OsWRKY53负调控水稻孕穗期耐冷。3.通过GA喷施实验,明确GA正调控水稻孕穗期耐冷。通过GA含量测定实验,发现冷处理后,oswrky53突变体花药中GA含量显著高于龙粳11。进一步通过q RT-PCR实验,发现低温处理后oswrky53突变体中GA合成基因（GA20ox1、GA20ox3、GA3ox1）表达量显著高于龙粳11。这说明,OsWRKY53可能通过负调控花药中GA的合成来负调控水稻花药中的GA含量,从而参与调控孕穗期耐冷。4.通过EMSA、Ch IP及水稻原生质体瞬时表达实验,明确OsWRKY53能够与GA合成基因（GA20ox1、GA20ox3、GA3ox1）的启动子区直接结合,并转录抑制它们在花药中的表达。遗传学实验表明OsWRKY53在孕穗期耐冷调控过程中位于GA合成基因的上游。5.通过对日本晴和9311的染色体片段置换植株及近等基因系植株的孕穗期耐冷表型鉴定,发现OsWRKY53能够影响籼、粳稻之间的耐冷性差异。进而发现了OsWRKY53的编码区中存在一个SNP-518C/G的变异,该变异存在明显的籼稻、粳稻的分化;和粳稻型OsWRKY53-518C相比,籼稻型OsWRKY53-518G型对GA合成基因的转录抑制活性更强。关联分析进一步证明OsWRKY53-518C型的水稻材料孕穗期耐冷性显著强于OsWRKY53-518G型水稻材料。进化分析表明,OsWRKY53-518C/G位点在水稻进化过程中发生了自然选择。6.田间农艺性状分析表明oswrky53突变体由于籽粒变小导致千粒重下降,但oswrky53突变体的分蘖数增加,最终对产量没有造成影响。但是在孕穗期低温条件下,oswrky53突变体的每十株产量比龙粳11高了约43.8%。此外,以黑龙江省主栽品种稻花香2号、龙稻16号为背景,获得oswrky53水稻材料,孕穗期耐冷表型鉴定表明,不同背景下的oswrky53水稻材料都能显著提高孕穗期耐冷性。以上结果表明OsWRKY53能够与GA合成基因直接结合并转录抑制其表达、负调控花药中的GA含量从而负调控水稻孕穗期耐冷性,oswrky53突变体能够提高低温胁迫下的水稻产量。本研究为水稻孕穗期耐冷分子育种提供了一个新的有利基因。