在水稻的遗传改良中，有效地创造出遗传性变异材料是提高改良效果和加快改良步伐的基础和前提条件。利用现代生物技术创造出各种突变体材料，这将为水稻遗传改良提供更加丰富的种质资源。创造出各种水稻花器官突变体并对其特征特性进行深入研究则有助于全面阐明水稻花器官的发育模式及其机理。利用低能氮离子束介导技术将玉米全基因组DNA导入水稻品种IR36，在其后代中筛选到1株具有“双粒米”特性的突变体（即shuanglimi）。以遗传基础稳定的水稻突变体shuanglimi品系为试验材料，对其主要农艺性状的表现特征、抗逆生理特性、颖壳的形态特征和雌雄配子体的发育特点及其遗传基础进行了比较深入地研究，由此获得如下研究结果。　　1.利用生物学常规研究方法对水稻突变体shuanglimi的主要农艺性状的特点、育性特征和抗逆生理特性进行了研究。研究结果表明，在M4代群体内，主要农艺性状（株高、剑叶长、剑叶宽、分蘖数、穗长、结实率和千粒重）相对稳定，群体呈现出整齐一致的状态。在群体内，大约90.53～91.36％单株表现为高度不育，6.60～7.55％单株表现为可育单粒，1.98～2.16％单株表现为可育双粒。对可育穗而言，单粒籽粒的颖壳和双粒籽粒的颖壳在长度上无显著性差异。然而，不育穗的颖壳长度比可育穗中单粒颖壳长度和双粒颖壳长度分别长22.14％和18.33％。在小穗发育期受到UV-B胁迫时，shuanglimi中MDA含量只有在孕穗中期略高于CK,其余发育阶段均低于CK;POD始终低于CK，而SOD和CAT在孕穗期分别高于或接近于CK。对于GSH和可溶性糖而言，shuanglimi孕穗期的含量高于CK，而在抽穗期低于CK;在扬花期，两者的含量均有所降低并与CK的含量相近似。在抽穗期对shuanglimi的剑叶净光合效率、水分利用率、羧化效率、蒸腾作用和气孔导度的研究结果表明，除蒸腾作用和气孔导度shuanglimi与CK无显著性差异外，其剑叶净光合效率、水分利用率以及羧化效率较CK分别降低71.18％、72％和79％，而胞间CO2浓度却提高了近2倍。shuanglimi光合作用比较弱的原因可能与叶绿素含量的降低和剑叶中大小维管束数目比较少有一定的相关性。　　2.利用形态学鉴定方法对水稻突变体shuanglimi颖花的形态特征进行了研究。研究结果表明，在shuanglimi小花中，仅有13.84％的小花具有6枚正常的花药，其余小花所具有的花药数目在1枚～5枚之间不等，其中大多数为3枚(32.31％)或5枚(24.60％)，没有发现无花药颖花或超过6枚花药的颖花。在试验材料中大约60％的材料表现为花丝中无导管，40％的材料表现为药隔发生了异常发育，其中包括连体双药隔和空药隔的特殊状态。表型异常的子房占35.18％，略低于表型正常的单子房(43.26％)，正常的双子房占11.93％，与无子房结构出现的频率非常接近。同时，在内稃、外稃的基部内侧着生有4个浆片化颖片，或成叶状或成针状。笔者推测“双粒”的形成可能是当小穗的顶端小花进入分化阶段时，颖花原基可能均等地分化出两套相等的雌蕊原基和雄蕊原基，由此分别发育成两个独立的子房，通过自交而形成“双粒”。籽粒中“再生颖壳”的形成可能是受子房异常发育所导致。shuanglimi的4枚浆片存在不同程度的分化状态，针状浆片在开花期后逐渐干枯退化;叶状浆片在后期的发育中只有1枚形成“再生颖壳”，其余均发生退化。　　3.利用激光共聚焦扫描技术对水稻突变体shuanglimi雄配子体的发育特性进行了研究。结果表明，在减数分裂期shuanglimi小孢子母细胞存在着多种异常结构（如染色体的拖拽，染色体桥，三极纺锤体，异常二分体等）。通过对小孢予时期两次减数分裂过程的整体分析表明，shuanglimi小孢子的异常率为7.65％，较CK小孢子的异常率(2.83％)高出近3倍。同时，在shuanglimi成熟花粉粒中，74.32％的花粉育性表现正常，较CK的花粉育性降低了15.17％。在败育花粉粒中主要以染败(71.74％)为主，其败育发生的时期在2细胞花粉粒末期或3细胞花粉粒中期。由此可见，花粉粒败育是shuanglimi育性降低的主要原因之一。　　4.利用胚囊染色技术和激光共聚焦扫描技术对水稻突变体shuanglimi雌配子体的发育特性进行了研究。研究结果表明，在表型正常的子房中有17.35％的试验材料在大孢子发生阶段胚囊发生异常现象（即二分体异常、四分体异常、分裂位置异常和多个四分体）;在胚囊成熟期，在子房中的胚囊有27.53％发生异常（即极核数及位置异常、卵器退化和雌性生殖单位的结构退化等）。对子房中胚珠的观察结果表明，胚珠的发育存在多种异常现象，即胚珠侧生异常组织(8.27％)、珠心组织异常发育(5.40％)、双胚珠(10.79％)和双胚囊(3.60％)等。由此可见，在子房的发育过程中表现型异常和胚珠的异常发育与shuanglimi育性降低存在着一定的相关性，这也是shuanglimi形态发生的胚胎学机理。　　5.利用分子检测技术对水稻突变体shuanglimi的遗传基础进行了研究。通过对参与花器官发育调控的5个AP2-1ike基因[Os07913170(SNB)，Os03960430，Os06943220，Os04955560，Os05903040]进行实时定量PCR分析可知，这5个基因均参与了shuanglimi小穗的6个发育阶段，每个阶段的基因表达量均出现了不同程度的抑制或过表达。同时，研究推测AP2家族的特异性表达可能是引起shuanglimi花器官异常发育的原因之一，其中5个基因表达量的多寡可能是miR172差异性调控的结果。