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水稻是单子叶植物的模式实验材料和重要的粮食作物，其产量和品质受到花发育的直接影响。单子叶植物的各轮花器官在形态和功能等方面与双子叶植物都存在较大差异，利用花发育的ABCDE模型解释单子叶植物花器官发育的机制尚存在一定局限性。以水稻为材料，发现新的花器官发育基因并研究这些基因在调控花器官发育中的功能，对于深入认识植物特别是单子叶植物花器官发育的机制具有重要的科学意义。 本实验室通过化学诱变筛选到一个花器官异常突变体，其各轮花器官均出现异常，因此命名为aberrant floral organ2（afo2）。通过花器官形态解剖、扫描电镜和组织切片分析发现:与野生型比较，突变体护颖伸长，转变为类似外稃的器官;第一轮内外稃无法扣合表现为开裂;第二轮产生异位的浆片，导致浆片数目增多，且浆片形态发生改变，浆片伸长或与相邻轮次的器官形成嵌合结构;第三轮的雄蕊数目改变，花药弯曲且花粉活性下降，有的雄蕊发育不完全表现为白化状态，偶尔出现雌蕊-雄蕊的嵌合结构;第四轮雌蕊和柱头数目改变，有的颖花中出现两个雌蕊，有的雌蕊有多个柱头。另外突变体结实率严重下降。 遗传分析结果表明afo2突变体的性状受隐性单基因控制。利用图位克隆技术将AFO2基因定位在第1染色体长臂末端D8和SN11这两个分子标记之间，物理距离为207kb。通过测序，我们在该区域基因间区发现了一个碱基的突变。 由于afo2突变体各轮花器官均出现异常，为了探索AFO2的作用机制，我们选取了17个已知功能的花器官特征基因，通过qRT-PCR分析了这些基因在野生型和afo2突变体幼穗中表达水平的差异，结果显示A类基因OsMADS14、C类基因OsMADS3、D类基因OsMADS13、E类基因Os MA DS1以及YABBY基因家族的DL等5个基因在突变体afo2中表达上调，而A类基因OsMADS15和OsMADS18、B类基因OsMADS16、E类基因OsMADS8以及AGL6类基因OsMADS6和OsMADS17等6个基因在突变体afo2中表达下调，其中OsMADS13上调2.8倍，OsMADS16下调0.6倍。 上述结果表明，AFO2是一个调控水稻花器官特征的新基因，并且对水稻各轮花器官的形成和发育具有调控作用。AFO2通过影响其它花器官特征基因的表达或者通过另一个独立的途径来调控水稻花器官的形成和发育。