水稻是重要的粮食作物之一。随着全球人口剧增和可耕地面积的减少，进一步提高水稻产量是一个亟待解决的重要课题。产量是由多基因控制的复杂数量性状，同时也受到环境因素和栽培条件制约。近年来随着水稻分子生物学和遗传学的发展，多个控制产量相关的主效QTL或者关键基因相继被克隆。DEP1是一个控制水稻穗型和产量性状的主效QTL，显性的dep1能提高顶端分生组织活性，增加每穗穗粒数，进而提高产量。在此研究基础上，为了进一步了解每穗粒数和穗型调控的分子机制，我们筛选并获得了一系列具有类似dep1直立密穗表型的水稻种质材料。通过QTL分析，鉴定到了一个新的直立密穗主效QTL，将其命名为qDEP5（Dense and Erect Panicle5）。通过连续的回交，获得了一对qDEP5的近等基因系(NILs)。　　将NIL-dep5与9311等籼稻杂交产生F1，通过F2和BC1F2分离群体进行基因定位，将qDEP5基因定位在8号染色体上。进一步的精细定位和测序发现候选qDEP5基因ATG上游-80 bp区段处有一个单碱基G的插入，遗传互补实验也表明qDEP5基因为目标基因。qDEP5编码一个去泛素化蛋白酶(Deubiquitinating enzyme)。体外去泛素化实验表明，该酶可以催化K48与K63位泛素链的解聚。外源施加DNA损伤试剂顺铂(DDP)的实验表明，qDEP5的低表达增强了DNA损伤修复信号，从而增强了NIL-dep5对低浓度损伤试剂的抗性，这表明DEP5参与了DNA损伤修复，可能是DNA损伤响应抑制因子。　　5RACE结果显示，qDEP5存在DEP5.1，DEP5.2，DEP5.3三个转录本。实时定量PCR和GUS染色分析表明，qDEP5在水稻整个维管束系统中均有显著表达，同时发现其在气孔和根尖静止中心(QC)也有表达。融合蛋白DEP5.1-GFP，DEP5.2-GFP及DEP5.3-GFP均定位于细胞核与细胞质中。NIL-dep5顶端分生组织增大，对细胞分裂素响应发生改变。相比NIL-DEP5，NIL-dep5茎秆粗壮，一次枝梗、二次枝梗和穗粒数都有显著增加，同时灌浆速率加快。田间测定武运粳7背景的一对近等基因系的产量，发现WYJ-dep5产量增加了14.86％。　　虽然分别含有dep1和qdep5的两个材料穗型比较相似，但是遗传杂交分析表明dep1并不完全依赖于qdep5，两者蛋白也不存在直接相互作用。酵母双杂交，GSTpull-down及BiFC实验均证实DEP5.1可以和DIP1（DEP5-interacting protein1）相互作用，转基因分析进一步表明qDEP5可能抑制DIP1的功能，共同调节水稻的穗型及株型。DIP14（DEP5-interacting protein14）也可以直接与DEP5.1相互作用，遗传实验表明DIP14处于qDEP5的下游，调节分蘖数目和穗的大小。对qDEP5及其所在调控网络的研究有助于我们进一步理解穗发育过程和水稻株型控制的机理，同时qDEP5作为控制重要水稻农艺性状的新基因，它的克隆为水稻分子聚合育种和产量改良提供一定的理论支持。