谷子(Setaria italica)正在迅速发展成为C4光合作用和植物耐旱抗逆分子机理研究的模式植物,这已被国内外植物分子生物学界所熟知,主要是因谷子具有较小的二倍体基因(400Mb)、白花授粉且生育权短(60-90天)、大量的单株结实(数百到数干粒)、易于实验室操作的植株的大小、C4光合作用途径和突出的适应旱地栽培的生物学特点。禾本科为人类贡献了主要的粮食,很多粮食作物如水稻、小麦、玉米、高粱、谷子、珍珠粟、黍稷等均是禾本科作物,形成了我们所熟知的禾谷类作物家族。穗发育对产量的最终形成起着决定性作用,研究穗发育的分子机理对基于分子设计的禾谷类作物柱型育种具有重要意义。谷子属于圆锥穗状花序,和水稻、玉米、高粱、黍稷、珍珠粟等有着相似的穗型结构。我们在对谷子资源和谷子EMS突变体库的研究中发现,存在丰富的穗发育变异,可以作为穗发育研究的模式植物。在过去的10年间,我们构建了一个含42300份材料的谷子EMS突变体库,从其中鉴定出大量穗发育相关的突变体,如穗变小突变体Sisp1,一级分枝数减少的突变体Siaux1和Sibnr 1-Sibnr3,一级和二级分枝数均减少的Silp 1,刚毛不发育的SiBrll-SiBrl3,一级分枝变小突变体(谷码变小)Sisb1,穗秃尖突变体Sippa1-Sippa5等。对这些突变进行突变性状相关基因的定位克隆,我们己克隆了多个和穗发育相关功能基因,且分析表明,在谷子上执行分枝数目控制的基因在玉米等其他禾本科作物中也执行相同和相似的功能,如谷子穗码(一级分枝)变少的Siaux1和玉米穗分枝的控制基因ZmAUX1有着基本相同的功能。谷子为二倍体且基因组小,像拟南芥类似一样很容易进行实验室操作研究,已建立了高效的转化技术体系,为穗发育相关研究奠定了良好基础,谷子的穗发育功能基因研究必将促进禾谷类作物穗发育研究水平的提升,进而促进禾谷类作物产量性状的改善和提高。