以选育矮秆或半矮秆农作物品种为主要目标的育种工作。由于茎秆过高所引起的倒伏是限制农作物产量提高的重要因素。虽然作物的抗倒性与茎秆坚韧程度、根系发育好坏等有密切关系，但种植矮秆类型品种是防止倒伏的最重要措施。通过矮化育种，降低植株高度，不仅使作物耐肥抗倒，而且改变了株型，可提高收获指数，是使农作物产量进一步提高的重要手段。所谓植株矮化是通过缩短节间长度，或减少节数，从而降低植株的整体高度。

矮化育种始于20世纪，但大规模进行则在二次世界大战以后，化肥用量激增、产量与倒伏的矛盾尖锐化的40年代末期。

20世纪初意大利用日本赤小麦（Akakumyki）为矮源与当地品种瑞梯（Reiti）、荷兰抗病品种威尔赫明那（Wilhemina）杂交，育成矮秆、半矮秆小麦品种矮粒多（Ardito）、维拉·格洛里（Villa Glori）和蒙塔那（Men-tana）等。日本岩手农场以达磨（Darum）为矮源，于1953年育成综合性状较好的农林10号（Norin 10），为达磨基因源在世界范围内的利用提供一个较好的基因载体。其后美国用农林10与Brevor杂交，得到No-rin 10—Brevor 14品系，并用它为矮源育成了格恩斯（Gaines）、纽格恩斯（Nugaines）等矮秆高产品种。国际玉米小麦改良中心用它为矮源育成了索诺拉64（So-nora 64）等一大批矮秆小麦，在墨西哥、印度、巴基斯坦等地推广，使小麦单产大幅度提高。中国小麦地方品种很多在高肥条件下株高达110～120厘米。50年代的初期，生产上直接使用了国外中秆和半矮秆品种，美国的胜利麦、早洋麦，意大利的Elia、维尔（Virgilio）即中农28（Villa Glori）、夫诺（Funo）等使株高有所降低。50～60年代曾以朝鲜的水原86和日本的小罂粟为矮源育成了咸农号、烟台号等矮秆品系，但因感染锈病和早衰未能在生产上应用。70年代以来又先后使用意大利的St.系列、南斯拉夫的NS系列，以及罗马尼亚、保加利亚等的矮秆半矮秆材料，育成了一批矮秆半矮秆品种，使生产上使用的品种的平均株高降低到80～100厘米左右。

中国传统水稻品种平均高度约120厘米，最高达200厘米。1956年广东省育种工作者采用系统育种法从南特16中选得矮秆、多蘖、高产的矮脚南特。其后以矮子占4号为矮源，采用杂交育种方法育成了广场矮和珍珠矮11号等一批矮秆、耐肥、抗倒的高产水稻品种。这些品种的株高只有传统品种的2/3左右。1956年台湾省用低脚乌尖与菜园种杂交，育成台中本地1号。1962年国际水稻研究所用皮泰（Peta）和低脚乌尖杂交，育成号称“奇迹稻”的IR 8。其后以IR 8为矮源育成了一批矮秆、高产、抗病的国际稻系列品种。

美国为了适于机械化收获，首先于1941年育成矮秆粒用高粱马丁（Martin）。1953年以后基本上种植康拜因型高粱（Combine-type sorghum）。墨西哥在70年代育成超矮秆杂交玉米。美国用诱变育种方法育成波亚（Boyer）和先进（Advance）大麦品种。

矮秆和半矮秆大多受隐性基因控制，极少数受显性基因控制，也有多基因控制的。水稻的半矮秆隐性基因还具有多效性，不仅影响植株高度，而且叶片较短宽，色深，分蘖力强。中国的矮脚南特、矮子占4号、低脚乌尖和矮脚仔，美国粳稻品种卡罗斯76（Calrose 76），日本的福锦、东风响、黎明，印度的TR17等都带有同样的Sd1基因。这显然是一个易突变的位点。与Sd1非等位的有美国的CP231/SLO 17，法国的芬乃矮（Fenny Dwarf），斯里兰卡的K 8突变体等。

已发现的小麦矮秆半矮秆基因已有10个。农林10号和大部矮秆普通小麦均具有隐性半矮秆基因Rht 1和Rht 2。中国的大拇指矮带有一对不完全显性基因Rht 3，自然突变体矮变1号带有不完全显性基因Rht 10，是矮化能力很强的新矮源。Rht 8和Rht 9是赤小麦的半矮秆基因。Rht 4、5、7则是由诱变产生的，无实用价值。Rht 1和Rht 2应用最广泛，在优良栽培条件下每一基因的效应约可降低植株高度10厘米左右。Rht 1、Rht 2和Rht 8可能还有促进结实率提高的作用。但半矮秆基因与芽鞘短有联系，影响出苗率，也影响千粒重和蛋白质含量的提高。Rht 3和Rht 10在纯合时植株过矮，影响产量，在利用上尚有一定困难。草丛状矮秆类型受D1～D4基因控制，利用价值不大。

大麦中以六棱大麦的矮秆类型较多，如浙江的萧山立夏黄，带有隐性的u₂矮秆基因。矮秆燕麦OT207和NC2469-3分别带有显性基因Dw6和部分显性基因Dw7。矮秆玉米带有d、d2、d3、d5和d8基因。中国的武陟矮玉米所带有的隐性矮秆基因与d基因非等位。半矮秆玉米带有br1～br3，美国用br2为矮源育成矮秆直立型杂交玉米。玉米自交系Va35、矮旅28、矮330则都是由多基因控制的。矮秆高粱带有dw1～dw4四个隐性基因。dw3和dw4较不稳定，常产生显性突变，其中dw3的突变率为1/600～1/200。带有1～4对矮秆基因的高粱分别称为单基因、双基因、三基因和四基因矮秆高粱，在美国得克萨斯州干旱条件下株高分别为150～200，100，50和40厘米左右。在生产上应用的矮秆杂交高粱大多带有dw1、dw3、dw4三对基因。高粱品种马丁带有四对隐性矮秆基因，但尚未发现带有四对显性基因的高粱。

各种作物的矮秆种质资源是相对贫乏的，全世界半矮秆水稻品种几乎都带有sd1基因。这种遗传种质单一化的局面的改变，有待于优良的矮源进一步的发掘和利用。

矮秆品种可以通过系统育种得到，从石榴籽玉米中选得武陟矮玉米，从南特16水稻中选得矮脚南特。但大多数矮秆品种是经杂交育种得到的，如国际稻IR系列及墨西哥小麦。江苏农科院以大拇指为矮源，育成一些矮秆抗病品系，并已将它们转育成不育系，可在配制杂交小麦中应用。矮源种质多具有分蘖不整齐、青枯早衰或后期熟相不正常等缺点，需在选用交配亲本和进行后代选择时纠正，有时不得不采用几个亲本与它反复交配的办法来改进。最好选用矮化作用强，综合性状较好的矮秆亲本，组配时使它占1/2～3/4的比重。由于矮秆大多是隐性遗传，对第一次分离世代选择标准应较宽，只要达到半矮秆标准就可入选。由于矮秆株受相邻高株的遮荫而发育较差，对它们农艺性状的要求也不宜过严，应在F3或复交F2代中再加确定。

采用人工诱变方法选育矮秆品种也有成效。用X射线辐照水稻品种M2代中可出现少数矮秆突变类型，辐莲矮和卡罗斯76等籼粳稻矮秆品种就是通过辐照育成的。用γ射线辐照小麦品种辉县红、石家庄63分别育成矮秆抗倒的鲁腾1号、津丰1号。盐辐矮早3大麦是用γ射线辐照早熟3号育成的。马圈快玉米、双跃4号经辐照育成马矮、矮双4等矮秆玉米材料。

植株高度究竟应降低到何种程度为宜，是矮化育种中经常探讨的一个问题。小麦矮秆基因Rht 3和Rht 10在纯合时植株过矮，产量不高。转育矮秆性状较易，但要育成株型理想、抗性强、产量高的品种则较难。因此必须选择适当的矮源，选择矮秆后代时要适度，并非越矮越好。同时要兼顾其他农艺性状才能育出所期望的品种。下表是几种主要禾谷类作物育种目标的株高标准。

几种主要禾谷类作物的株高（cm）