大白菜（Brassica rapa L.ssp.pekinensis）是我国以及韩国、日本等东亚国家和地区广泛种植的蔬菜作物,包括结球、半结球和散叶类型,其中,结球白菜是最重要的品种类型。结球白菜的产品器官是叶球,结球性是决定其产量和品质的重要农艺性状,叶球形成与发育研究历来受到研究者重视。2011年大白菜基因组测序信息的释放,为其功能基因组研究奠定了基础。鉴于突变体在功能基因组研究中的重要作用,本研究首先利用EMS诱变大白菜小孢子DH系‘FT’,创建了一个包含701个稳定变异株系的突变体库;从这个突变体库中选择3份平塌型不结球突变体,利用Mutmap技术结合KASP基因分型鉴定,对突变基因进行了定位、克隆及功能鉴定。主要研究结果如下:1.利用EMS诱变结球白菜DH系‘FT’的萌动种子创建了一个突变体库用0.8%的EMS水溶液诱变处理结球白菜DH系‘FT’的7800粒萌动种子,在3731个M1代株系中,鉴定筛选出1354个突变株系,株系突变率为36.29%。自M2代起,通过田间种植鉴定,获得了701个稳定遗传的突变株系,突变率18.78%,突变类型包括株形变异、叶形变异、叶色变异、雌雄蕊育性变异、抽薹性变异和结球性变异等等。2.利用Mutmap技术结合KASP基因分型验证精细定位了不结球突变基因Brnhm1突变体nhm1的叶片全生育期向地性生长,呈现平塌表型,不能形成叶球。遗传分析表明突变性状受一对隐性核基因控制。利用Mutmap技术结合KASP基因分型验证,预测Bra A07g042410.3C为突变基因Brnhm1的候选基因。Bra A07g042410.3C是赤霉素生物合成途径中的关键酶KS。q RT-PCR分析表明Bra A07g042410.3C在突变体植株中的表达量低于野生型。叶片中赤霉素含量测定结果显示,突变体叶片中赤霉素含量低于野生型。外源喷施GA3,可使突变体植株恢复野生型植株表型,推测Bra A07g042410.3C基因突变使赤霉素合成受阻,导致叶片向地性生长不能形成叶球。3.利用等位变异验证了赤霉素合成酶基因Bra A09g001440.3C具有调控大白菜结球的功能突变体nhm2和nhm3均表现为叶片全生育期向地性生长,不形成叶球,且表型相近。杂交实验结果证明了其突变基因为等位基因。利用Mutmap技术和KASP基因分型验证,预测Bra A09g001440.3C为Brnhm2的候选基因。突变体候选基因克隆测序发现,在nhm2中该基因的第七外显子上发生了单个碱基由C到T的变异,导致氨基酸由赖氨酸变为苯丙氨酸;在nhm3中该基因的第四外显子上发生了单个碱基由G到A的变异,导致氨基酸由天冬氨酸变为甘氨酸。Bra A09g001440.3C与拟南芥At4g02780基因同源,编码赤霉素生物合成途径中的酶CPS。q RT-PCR分析结果表明,Bra A09g001440.3C在突变体和野生型叶片发育的不同时期都有表达,但在野生型植株中的表达量高于突变体。叶片赤霉素含量测定结果显示,野生型叶片中赤霉素含量显著高于突变体。通过对突变体植株进行外源GA3喷施,突变体植株可以恢复到野生型植株的表型,说明Bra A09g001440.3C的突变,造成突变体赤霉素合成受阻而导致不能形成叶球。