水稻中胚轴是胚芽鞘节与胚根着生点之间的部分。水稻直播情况下,幼苗处于低温低氧环境、出苗率容易受到影响,中后期更可能出现倒伏现象。中胚轴伸长的品种可以破水（土）出苗,解除无氧胁迫,有利于种苗存活,提高出苗率。筛选长中胚轴稻种资源、发掘相关基因,对培育适用于直播的水稻品种具有重要意义。本研究开展了长中胚轴水稻种质筛选、生理生化、遗传调控及基因定位研究,并形成以下结果。（1）水稻幼苗长中胚轴种质资源的筛选与聚类分析:对375份遗传背景丰富的种质资源进行淹水胁迫处理、调查幼苗期农艺性状,对所有品种运用相关性分析、聚类分析等方法进行筛选、分类。结果表明:中胚轴长和芽长具有显著的正相关性,375份试验材料聚成了5类。挑选出2份中胚轴显著伸长的典型材料鄂中4号、DH4038,和2份短中胚轴材料华航31和DH4040,开展中胚轴性状相关的生理生化和基因定位研究。（2）淹水胁迫下褪黑素（Melatonin,MT）浸种对水稻幼苗的生长影响:采用不同浓度梯度的褪黑素浸种处理上述4份材料,测定中胚轴长、胚芽鞘长、芽长、鲜质量、成活率等相关农艺性状,测定过氧化物歧化酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）的活性以及丙二醛（MDA）含量等生理生化指标。MT浸种对淹水胁迫下水稻生长的影响表现为:（1）低浓度缓解胁迫、高浓度加剧毒害;（2）适宜浓度MT浸种可降低MDA含量,提高POD、SOD、CAT活性、幼苗成活率和鲜重,促进中胚轴长、胚芽鞘长、芽长等农艺性状。100μmol/L MT浸种处理效果最好,1000μmol/L MT浸种也可以促进相关农艺性状提升并提高酶活性,但成活率显著下降。适当浓度的褪黑素浸种,能提高淹水胁迫下水稻幼苗活力和出苗率,显著降低淹水胁迫对水稻幼苗的毒害作用。（3）控制水稻中胚轴伸长基因的定位:利用长中胚轴品种鄂中4号和短中胚轴品种华航31构建F₂定位群体。水淹及暗胁迫处理1000粒F2萌发种子,取中胚轴显著伸长和不伸长材料各30株,构建两个F₂长短BSA混池。利用BSA测序分析筛选中胚轴伸长候选基因。共获得49.39G原始测序数据,与水稻参考基因组比对覆盖率均高于88%,其中亲本的测序深度在25×,子代混池的测序深度在12×;变异位点检测发现,SNP标记数目为2967557个;在5号染色体（25³0Mb）区域发现单峰,筛选获到候选基因为LOC_Os05g44810,其功能注释为生长素反应因子（OsIAA18）。（4）OsIAA18基因的克隆及生物信息学分析:对鄂中4号和华航31的OsIAA18基因组测序发现:鄂中4号相较华航31在OsIAA18 5’UTR区插入一个27bp的序列,更多的中胚轴伸长差异品种的测序分析发现中胚轴伸长品种与5’UTR区27bp插入序列存在较高相关性。qPCR检测表明:淹水处理能诱导OsIAA18的表达,在长中胚轴品种中高于短中胚轴品种。利用生物信息学方法对OsIAA18基因启动子、OsIAA18蛋白三级结构分析、水稻AUX/IAA基因家族同源性进行分析发现:OsIAA18启动子具有大量与逆境胁迫相关的响应元件,OsIAA18与OsIAA6两者的同源关系最高;OsIAA18蛋白具有典型的PB1结构域。这些分析表明OsIAA18基因可能与逆境下中胚轴伸长相关,为OsIAA18基因下一步功能解析奠定了基础。