水稻是人类一种重要的粮食作物,中国有近一半的人口以稻米为食。为保障国家粮食安全,高产优质一直是水稻育种研究的热点问题。作物高产性状又直接与其光合作用相关,而植物进行光合作用的重要场所是叶绿体,利用光能同化二氧化碳和水,合成贮藏能量的有机物,因此叶绿体相关突变体是研究植物光合作用的重要材料。白穗突变体是一种叶绿体相关突变体,不仅可以用来研究植物的叶绿体发育和光合作用机理,而且在粮食作物产量性状的改造和优化方面,可以从其机理研究中获得启示。在本研究中,我们利用水稻中发现的一个白穗材料,从穗部颜色,叶绿素含量,光合指标,显微结构观察,遗传分析及基因定位方面做了相关的工作,为以后更深入的研究提供了基础。具体结果如下:1.穗部颜色在本研究中,粳稻白穗材料wp（t）与正常绿穗植株表型相比,在叶片等部位颜色无差异。在抽穗期,白穗植株wp（t）在颖壳表现出白化表型,枝梗和穗轴是绿色的,且颖壳白化不完全,会出现绿条纹表型。说明白穗wp（t）相关基因突变影响穗部颜色的正常形成。2.叶绿素含量测定在抽穗期,对植株穗部颖壳进行叶绿素含量的测定,白穗植株与正常绿穗植株光合色素含量相比,叶绿素含量和类胡萝卜素的含量下降,其中叶绿素a含量下降最显著。说明白穗wp（t）颜色异常主要是由叶绿素a含量偏低造成。3.光合指标测定对植株穗部的光合指标进行测定分析,结果发现白穗在净光合速率,气孔导度,胞间CO₂浓度方面较正常绿穗低,且差异显著。蒸腾速率方面两者没有明显差异。说明白穗wp（t）相关基因突变对光合作用有严重影响。4.显微结构观察扫描电镜观察表明白穗颖壳与正常绿穗颖壳外部没有明显区别;透射电镜观察表明wp（t）中绿色部分有发育正常的叶绿体,可以进行有机物质合成,但片层结构有所差异,白色部分质体结构异常,无正常类囊体片层结构,且观察到有很多的泡状的结构。说明突变对颖壳表面结构没有明显影响,对叶绿体发育产生较大影响,导致叶绿体数目减少,叶绿体结构异常。5.遗传学分析用正常绿穗18A8与白穗wp（t）杂交的F₂代,三明显性核不育×wp（t）同wp（t）的回交一代BC₁F₁,利用这两个杂交组合进行遗传分析。根据分离比结果,推测白穗植株wp（t）的白化表型可能由两对细胞核隐性基因控制。6.基因定位采用籼粳交回交群体17A191群体进行基因定位,通过InDel标记将其中一个目的基因wp（t）-1定位在第2染色体上,wp（t）-1位于InDel标记C2D89和C2D95之间,其遗传距离分别为1.6cM和15.5cM。