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水稻花器官发育是一个由多基因共同调控的复杂生物学过程。已有研究结果表明,OsMADS6(AGL6-like基因)与EG1(EXTRA GLUME 磷脂酶基因)是控制水稻花器官形态建成的两个关键基因。我们获得了这两个基因的零等位突变体Osmads6-5和eg1-3。其中,Osmads6-5的外稃基本正常,但内稃明显增大,其内三轮完全转变为类稃片状器官,同时花分生组织决定性丢失;eg1-3的四轮花器官都发生了改变,花分生组织决定性也完全丢失,雄蕊、雌蕊和浆片完全退化,被对称分布的稃片状器官所取代。为了进一步分析这两个基因的功能及其相互关系,我们构建了双突变体(简称“双突”)Osmads6-5+eg1-3,从表型和对有关花器官特征基因的表达调控等方面进行了分析,主要结果如下:1、Osmads6-5+eg1-3 的形态特征Osmads6-5+eg1-3成熟小穗的表型明显异常。大多数双突内外稃发育基本正常,但部分内稃明显细小;浆片完全退化,在该部位长出多个数目不等的稃片状器官;雄、雌蕊完全消失,取而代之的是由明显延长的花梗和多个小穗组成的“花中穗”结构,导致其花分生组织确定性完全丧失。有趣的是,双突花中央所有增生的小穗均由多轮对称的稃片状器官包裹,其表型与egl-3小穗较为相似。石蜡切片观察结果表明,双突内外稃中维管束的数目明显增多,导致内外稃无法完全闭合。扫描电镜观察表明,双突幼穗中大部分内、外稃原基的起始与野生型没有明显差异;浆片原基的起始时期与野生型也基本一致,但随后发育速度加快,最终发育成稃片状器官;雄蕊和雌蕊原基并未分化,但其中央的花分生组织分化出多个枝梗原基并继续向上发育成明显延长的枝梗。随后,在这些枝梗上不断分化出多个小穗原基而最终发育成完全由类稃片状器官包裹的小穗。2、EG1-3、OsMADS6与其它花器官特征基因之间的调节关系对部分B类、C类、E类花器官特征基因和锌指类基因在单、双突变体中的表达水平变化进行了分析。qRT-PCR分析结果显示:1)OsMADS16/3/1/7在双突中的表达水平较Osmads6-5和eg1-3中的显著下调,暗示OsMADS6-5和EG1-3单独或共同调控水稻四轮花器官的发育,B、C类基因的下调可能是导致内三轮花器官分生组织决定性改变的原因;2)锌指类基因OsJAG和OsDL在Osmads6-5中表达上调,而在eg1-3中表达下调,说明OsMADS6-5和EG1-3在花发育调控过程中有先后顺序;3)EG1-3在Osmads6-5中表达上调,说明OsMADS6-5能够负向调控EG1-3的表达。另外,原位杂交结果显示:EG1-3在Osmads6-5中的表达样式与野生型中的基本相似。总之,OsMADS6-5和EG1-3都是调控水稻花器官发育的关键基因,它们通过调控花器官特征基因的表达来控制水稻花发育。它们单独或共同调控水稻四轮花器官的发育,但二者作用顺序有先后。