歷史上,人類主要依靠擴大耕地面積來滿足日益增長的糧食需求。當肥沃的土地越來越少,進一步擴大耕地面積就意味著要把貧瘠的土地變成耕地,這顯然是很難實現的。當時的種植業處在低谷時期,糧食作物容易遭受自然災害的侵襲,抗倒伏能力差,經常可以看到大片的莊稼被風雨吹打而夭折,造成產量極低,農業狀況很不景氣,并且面對日益增長的人口壓力,人們的吃飯問題受到嚴峻考驗。
20世紀初,西方國家大規模投資農業科學研究,助力農業產量實現跨越式突破。現代化種植模式及農業科學技術的發展、化肥和農藥的使用加速了產量提高的進程。科學家發現,矮稈小麥比正常小麥莖短且較粗,具有抗倒伏的先天優勢,而且穗大高產。在對它們深入研究后,科學家找到了導致其矮生性的根本原因,即基因的矮化性。20世紀50年代,人們開始應用矮化基因,這給農業生產帶來了第一次“綠色革命”。這次“綠色革命”的主要目標就是把水稻的高稈變矮稈。很多國家開始利用矮化基因來培育和推廣矮稈抗倒伏的高產水稻、小麥、玉米等新品種,將具有矮化基因的品種和抗病品種進行雜交,獲得了很多矮稈作物。很多國家獲得了穩定的食物供應,消除了饑餓的威脅,大大緩解了世界糧食危機。雜交水稻就是第一次“綠色革命”時期的杰出代表。
在水稻中發現的矮化基因有100多個,其中具有代表性的便是sd1基因。該基因通過抑制赤霉素的合成來抑制水稻節間的伸長,并且可促進穗數、結實率的提高,從而使矮稈類型的產量高于高稈類型。多數水稻的株高都是由1~3對矮稈主效基因控制的。在發現了這些矮化基因之后,科學家就將它們與其他品種的水稻雜交,來獲取其他優良性狀。
除了水稻的矮化基因外,小麥中控制矮稈性狀的基因為Rth基因家族,并且這個家族的相關基因已達33個,研究最廣的包括Rth1、Rth2、Rth3、Rth8、Rth10等。
矮化育種成為植物育種的一個發展趨勢。一般矮化植物株型緊湊,抗倒伏,在生產上便于管理,豐產性好,相關育種工作不僅在大田作物中進行,在果樹、牧草中也有研究。













