随着我国城镇化率的不断提高,耕地面积逐年减少,维护国家粮食安全形势严峻。尽管我国严守耕地红线18亿亩的底线,全面落实永久基本农田保护政策,但如何利用有限的土地资源提高粮食产量,一直是农业工作者研究的方向。水稻作为重要的单子叶模式植物,是我国最主要的粮食作物之一,其产量由单位面积穗数、每穗总粒数、结实率和千粒重组成,其中千粒重又受到粒型因素（粒长、粒宽、粒厚）调控。因此,解析水稻粒型的遗传调控机制有利于了解产量的分子机制,为提高水稻产量提供有力的理论依据。本研究通过对重穗型杂交稻骨干亲本蜀恢498（R498）的EMS突变体库进行筛选,获得一个小粒突变体sg3（small grain 3）,对其进行表型分析,基因鉴定与功能研究等,获得的主要结果如下:1.表型分析发现,与R498相比,sg3突变体表现为株高降低8.70%,粒长降低12.59%,粒宽无显著差异,穗长变短6.64%,千粒重降低17.50%。一次枝梗数无明显差异,但二次枝梗数增加14.8%,导致单穗粒数增加15.16%。结实率和单株有效穗数无明显差异,最终单株产量无显著差异。2.通过扫描电镜进行细胞学分析,发现sg3突变体颖壳外表皮细胞的细胞长度显著小于R498的细胞长度。此外,定量分析发现多个细胞扩张相关基因的表达在sg3突变体中显著下调,表明SG3可能通过影响细胞扩张相关基因表达,调控细胞伸长,最终影响粒长。3.将sg3与R498杂交构建F2分离群体,遗传分析表明,sg3突变体表型是由一对半显性核基因控制。在F2分离群体中选取30株极端小粒单株混池测序,用Mut Map的方法进行基因定位,在第10号染色体得到一个明显的连锁区段。在该区段一共鉴定到3个SNP指数为1的SNP位点,其中只有位于LOC＿Os10g42110基因编码区的SNP3导致一个氨基酸替换（Ala302Thr）,该基因编码一个BSK家族的激酶Os BSK2。表达模式分析发现,该基因在发育中的幼穗和颖壳中高表达,与其调控籽粒发育的生物学功能是一致的。Os BSK2在Nipponbare背景下的敲除突变体表现出与sg3一致的变化趋势,说明该基因就是导致sg3表型的候选基因。4.BR敏感性测试实验显示,Os BSK2敲除突变体对BR敏感性与WT一致,推测Os BSKs家族在BR信号转导途径中存在功能冗余,而Os BSK2可能不是该家族在BR转导途径的主效基因。5.亚细胞定位分析发现,Os BSK2定位于细胞膜,其N端的肉豆蔻酰化位点对其膜定位必不可少。BIFC实验证实,Os BSK2能自身形成同源二聚体,以及与Os BSK3和Os BSK4互作形成异源二聚体。Os BSK3和Os BSK4的干涉植株粒型也显著变小,推测水稻中Os BSK家族可能通过形成同源或者异源二聚体调控籽粒大小。6.在相同的R498背景下,我们将sg3突变体分别与08sg2/Osbak1和NIL-GS3R3551杂交聚合,获得双突株系sg3/08sg2和sg3/NIL-GS3R3551。表型分析发现,双突株系的粒型表现为单突株系的简单累加,无遗传互作效应,说明SG3与Os BAK1和GS3是通过独立的途径调控粒型。