水稻是世界上重要的粮食作物之一,提高粮食产量对保障我国粮食安全具有战略意义。水稻理想株型是高产形成的基础,而分蘖和单株穗数是水稻关键的农艺性状,同时也是理性株型的重要组成部分。单株穗数主要由分蘖数决定。目前,关于水稻分蘖相关基因的克隆主要还是以突变体为材料,相关QTLs的克隆还很少。本研究在利用染色体片段代换系及其衍生分离群体对一个控制水稻有效穗数主效QTL qPN1精细定位并测序分析确定了qPNl的候选基因LOC_Os01g70550的基础之上,通过转基因进行基因的功能验证,主要研究结果如下：1. BLAST分析表明,qPN1编码一个HGSNAT蛋白,是一个具有10个跨膜结构域的跨膜蛋白。系统发生树的结果显示,qPN1在进化过程中具有高度保守性。2.构建了pRNAi-qPN1干扰载体,以9311为受体亲本获得T3代转基因株系,进行表达量分析和农艺性状考察。结果显示,RNA干扰系中qPN1基因表达量显著降低,两个干扰系株高分别降低31.0%和36.2%,每株穗数分别降低12.4%和23.8%,同时生物量和产量也显著减少。3.构建了qPN1基因的过量表达载体,导入日本晴中,获得qPN1过量表达株系。表达量分析表明,过量表达株系中qPN1基因的表达水平被显著提高。农艺性状调查结果显示,qPNl基因的过量表达可以显著提高水稻植株的高度,且主要影响倒二节间的伸长。另外,在拟南芥中过量表达qPN1基因也可以使株高增加,生物量增大。4.从突变体库中筛选了qPN1基因的TOS17插入突变体NE8547。分子鉴定表明,TOS17插入在qPN1基因的第8内含子中,但导致qPN1基因表达量降低。性状分析表明,NE8547突变体株高和单株穗数分别降低31.5%和20.9%,生物量和产量也显著降低。这说明,LOC_Os01g70550就是单株穗数QTLqPN1的目标基因。5.表达分析表明,qPN1基因为组成型表达,在茎、根、叶和小花等部位均有表达。35S-qPN1-GFP融合蛋白在水稻原生质体的瞬时表达显示,qPN1蛋白是一个膜蛋白。该结果与qPN1具有10个跨膜结构域的蛋白结构相吻合。