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第一次“绿色革命”中矮秆基因Rht1和Rht2的广泛应用，有效解决了小麦倒伏问题，显著提高了产量。但Rht1和Rht2对胚芽鞘长度、根系性状等有不利影响，在旱区小麦生产利用中受到限制，因此研究和利用新的小麦矮秆基因至关重要。本研究以小麦矮秆基因Rht4的供体亲本Burtert937与晋麦47杂交获得的F2群体及其后代株系为材料，分析其效应，运用集群分离分析法进行小麦660KSNP芯片分析和混池转录组测序分析，挖掘差异SNP位点并开发特异性KASP标记，对矮秆基因Rht4进行QTL定位，同时对高矮亲本和后代株系分别进行重测序分析进行精细定位，预测分析了候选基因，主要研究结果如下：
1.小麦矮秆基因Rht4的降秆效应为21.29%-24.35%，通过缩短各个茎节的长度降低株高，穗下茎和第四茎贡献最大；矮秆基因Rht4减小千粒重和穗粒数，对主茎小穗数无显著影响，显著降低单株生物量，但增加有效分蘖，对收获指数影响不大；矮秆基因Rht4增加籽粒长/宽比值，缩小圆度值；与高秆株系相比，矮秆株系的面筋和淀粉含量显著增加，沉降值减少，容重和出粉率在高矮株系间无显著差异。
2.混池SNP芯片分析在染色体2B上检测到262个纯合差异SNP，显著高于其他染色体上SNP的密度分布，且富集在750Mb-800Mb之间；RNA-Seq结果同样在该区间发现了差异SNP富集。利用8个KASP标记进行QTL定位，将其定位在染色体2B上的KASP标记AX11287816和AX109817336之间，相距9.06Mb。进一步利用重组体结合重测序将Rht4定位在INDEL35标记附近的约3.53Mb之间。
3.苗期施用外源赤霉素的分析结果表明，矮秆株系(Rht4)苗高显著增加，长势纤弱发黄，最大根长显著缩短，结合内源赤霉素含量推测，该矮秆基因为赤霉素敏感型，主要通过13-β羟基化途径生成活性赤霉素。初步预测该染色体的两个编码赤霉素合成途径关键酶的基因TraesCS2B01G570800和TraesCS2B01G570900为候选基因。分析两个候选基因在高矮亲本中的全长序列，发现TraesCS2B01G570800无序列差异，TraesCS2B01G570900在外显子区的单碱基差异导致的氨基酸突变可能不影响蛋白质功能，但表达量均有差异。
本研究分析了Rht4的遗传效应，对其进行精细定位并初步预测分析了候选基因，为其基因克隆、功能分析及小麦矮化育种利用提供参考。
1.小麦矮秆基因Rht4的降秆效应为21.29%-24.35%，通过缩短各个茎节的长度降低株高，穗下茎和第四茎贡献最大；矮秆基因Rht4减小千粒重和穗粒数，对主茎小穗数无显著影响，显著降低单株生物量，但增加有效分蘖，对收获指数影响不大；矮秆基因Rht4增加籽粒长/宽比值，缩小圆度值；与高秆株系相比，矮秆株系的面筋和淀粉含量显著增加，沉降值减少，容重和出粉率在高矮株系间无显著差异。
2.混池SNP芯片分析在染色体2B上检测到262个纯合差异SNP，显著高于其他染色体上SNP的密度分布，且富集在750Mb-800Mb之间；RNA-Seq结果同样在该区间发现了差异SNP富集。利用8个KASP标记进行QTL定位，将其定位在染色体2B上的KASP标记AX11287816和AX109817336之间，相距9.06Mb。进一步利用重组体结合重测序将Rht4定位在INDEL35标记附近的约3.53Mb之间。
3.苗期施用外源赤霉素的分析结果表明，矮秆株系(Rht4)苗高显著增加，长势纤弱发黄，最大根长显著缩短，结合内源赤霉素含量推测，该矮秆基因为赤霉素敏感型，主要通过13-β羟基化途径生成活性赤霉素。初步预测该染色体的两个编码赤霉素合成途径关键酶的基因TraesCS2B01G570800和TraesCS2B01G570900为候选基因。分析两个候选基因在高矮亲本中的全长序列，发现TraesCS2B01G570800无序列差异，TraesCS2B01G570900在外显子区的单碱基差异导致的氨基酸突变可能不影响蛋白质功能，但表达量均有差异。
本研究分析了Rht4的遗传效应，对其进行精细定位并初步预测分析了候选基因，为其基因克隆、功能分析及小麦矮化育种利用提供参考。