[目的]小穗是禾本科植物特有的花器官.在水稻中,小穗作为花序的基本单位和独有结构,对水稻的产量和品质具有重要影响.因此,研究水稻小穗和花器官的发育,为水稻产量和品质的形成提供依据.[方法]使用甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变籼稻保持系西农1B,获得2个具有相似突变表型的水稻等位突变体polarity defect of lateral organs 2-1和polarity defect of lateral organs 2-2(pd12-1 和 pd12-2).由于二者表型相似,选取pd12-1(命名为pd12)为材料,通过显微观察和石蜡切片技术分析其小穗突变表型;通过农艺性状考察分析小穗外稃突变对水稻产量的影响;通过图位克隆技术验证PDL2的功能;运用原位杂交技术及实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析PDL2的表达模式.[结果]表型分析结果表明,与野生型相比,pd12突变体外稃明显变窄,不能与内稃紧密钩合,导致小穗开裂,内轮花器官部分裸露在外,但其雄蕊、雌蕊和浆片的形态和数量均表现正常.进一步的石蜡切片结果表明,突变体外稃硅化细胞和泡状细胞体积、数量的降低,以及维管束间距的减小,是导致pd12外稃的宽度明显变窄的原因.农艺性状考察表明,pd12外稃的变化最终引起籽粒呈水滴状,并使得pd12突变体的结实率和千粒重等产量性状明显下降.遗传分析和图位克隆结果表明,PDL2是一个单隐性核基因,是位于水稻第4染色体的OsDCL4.该基因编码一个Dicer-like蛋白,在水稻ta-siRNA的合成途径中发挥重要作用,并且pd12突变体是OsDCL4的一个新的弱等位突变.利用原位杂交技术及RT-qPCR技术进行的表达模式分析和基因功能分析结果表明,PDL2在水稻各轮花器官中组成型表达,该基因的突变不会影响水稻花器官特征的形成,但会干扰水稻ta-siRNA合成,影响水稻近-远轴极性建立相关基因的表达,从而导致突变体外稃近-远轴极性建立紊乱.[结论]水稻外稃退化基因 PDL2的突变使得外稃近-远轴极性建立紊乱,影响小穗外稃的发育和产量性状的形成.