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过去几十年里矮秆基因在自然条件下对小麦农艺性状的影响已经得到了广泛的研究;然而在干旱的条件下，其对小麦生理性状、农艺性状及产量的影响目前还不清楚。本文以一组小麦重组自交系为材料，在室内水培、盆栽和田间条件下就不同水分条件对赤霉素敏感Rht13株系生理、生长和农艺性状进行了研究，旨在揭示Rht13基因对小麦抗旱性的影响及其机制。 苗期的渗透胁迫、全生育期的大田试验（设置有无降雨两个水分条件）研究发现，在短期胁迫下，Rht13株系相比rht株系能够维持更高的净光合速率并且产生了更多的地上部生物量积累。在长期水分胁迫下，Rht13株系具有比rht株系小麦更高的籽粒产量(P＜0.05)。进一步的分析显示:矮秆基因Rht13株系在拔节期净光合速率并不存在显著性优势(P＞0.05)，而到花后10天和17天其优势逐渐显现;花后在两种水分条件下，Rht13相比rht株系具有更高的净光合速率(P＜0.05)。而对千粒重、穗长、每穗小穗数、穗粒数等农艺性状分析时发现，干旱条件下含矮秆基因Rht13株系产生了更大的千粒重及穗粒数(P＜0.05)。高的花后光合对Rht13产量的提高具有直接促进作用，而Rht13的高产量与千粒重、穗粒数的提高具有显著的相关性。 在两水分条件下，通过水培和盆栽试验研究了全生育期的Rht13矮秆基因对小麦根系发育的影响。结果发现，与大田产量结果相似，Rht13株系小麦在盆栽的条件下依然能够维持相比rht株系小麦更高的产量。到生长期16，在两种水分条件下Rht13株系均具有比rht株系更大的根系(P＜0.05)。盆栽试验发现，在拔节期2014-2015生长季，两种水分条件下Rht13的根系要略大于rht株系，而2015-2016季对照的条件下Rht13根系也是略大于rht株系根系。到开花期，我们发现Rht13株系小麦根系相比拔节期只有略微的增长，而rht株系小麦根系则出现大幅度(34％-62％)的增长。这种拔节后的根系少量生长为小麦由营养生长向生殖生长节省了更多的能量及物质。对花后干物质转运分析发现，rht株系小麦其干物质量不断增长并没有发生花前干物质的再利用，而Rht13株系小麦则发生了明显的干物质再利用。这些特征（根系的优化的发育进程、花前干物质的转运）提供了Rht13株系除高光合之外的另一高产的基础。 利用水培试验研究了在短期水分胁迫下，Rht13基因导入对小麦苗期根系吸水及渗透胁迫下维持整株水分平衡的影响发现，在短期胁迫下（24小时），Rht13株系能够通过降低细胞汁液渗透势及提高根系水孔蛋白的表达来提高根系水力学导度从而增强根系吸水能力。同时Rht13株系根源化学信号作用强度更大，能够更加剧烈的降低叶片蒸腾，以维持较高的叶片相对含水量从而更好的维持整株水分平衡。这表明Rht13株系具有快速适应环境水分变化的能力。 在人工气候室盆栽试验条件下的研究发现，外源赤霉素不利于小麦抗旱性的提高。并且其对Rht13株系的负影响程度要远大于rht株系小麦。在外源赤霉素施用的条件下，Rht13株系由于对赤霉素的剧烈响应，导致叶片过分的伸长，“冲淡”了叶片叶绿素含量从而降低了叶片的光合速率，进一步限制了地上部生物量的累计。 矿质营养是植物生长必不可少的物质基础。之前的研究发现矮秆基因有助于磷的吸收利用而对氮素的反应还没有报道。我们利用水培试验研究了两种氮浓度条件下Rht13基因对小麦生理性状的影响。试验表明，Rht13株系在低氮的条件下能够维持相对rht株系更高的叶片（新叶和老叶）光合速率。Rht13株系老叶的衰老过程要比rht株系小麦缓慢，老叶叶片中的氮素向新叶转运比rht株系迟。这样使得老叶具有相对较高的氮含量及叶绿素含量，进而使其具有更高的实际光化学效率和更高的叶片光合速率。这些优势性状直接导致Rht13株系在低氮条件下，相比rht株系小麦获得更多的整株生物量积累。 上述研究结果揭示了Rht13改善小麦抗旱性的机制，对于Rht13基因在干旱半干旱区及土壤贫瘠区的小麦育种及开发利用提供了理论基础。