本实验室前期获得了花粉特异表达基因Zmstk1、Zmstk2的突变体,通过对其研究发现,突变体花粉萌发率下降且淀粉积累减少。本研究通过对野生型McC、Zmstk1、Zmstk2、Zmstk1/Zmstk2突变体花药进行组织以及超微结构观察,花药中淀粉合成相关基因的实时荧光定量以及淀粉合成关键酶活力的测定来查找突变体淀粉积累减少的原因,为后续对ZmSTK1和ZmSTK2的作用机理研究奠定基础。研究结果如下:(1)对野生型McC、Zmstk1、Zmstk2、Zmstk1/Zmstk2突变体花药各时期样品进行石蜡组织切片以及电镜超薄切片。结果表明:在花药发育的早期野生型与突变体并没有显著的差异。在成熟的花粉中,Zmstk1、Zmstk2、Zmstk1/Zmstk2突变体淀粉粒的数量减少,花粉内、外壁的发育存在缺陷。(2)对野生型McC、Zmstk1、Zmstk2、Zmstk1/Zmstk2突变体三细胞时期花粉中的淀粉合成关键酶基因进行实时荧光定量分析。结果表明:大部分淀粉合成相关酶基因在野生型以及突变体中并没有显著的差异,Zmstk1、Zmstk2、Zmstk1/Zmstk2突变体中直链淀粉合成酶GBSSⅠ基因的表达量显著降低。(3)对野生型McC、Zmstk1、Zmstk2、Zmstk1/Zmstk2突变体三细胞时期花粉中淀粉合成关键的活力进行测定。结果表明:Zmstk1、Zmstk2、Zmstk1/Zmstk2突变体花粉中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPase)和直链淀粉合成酶(GBSS)的酶活力,显著低于野生型样品。综上所述,Zmstk1、Zmstk2、Zmstk1/Zmstk2突变体花粉中淀粉粒的数量减少,淀粉合成关键酶基因GBSS I的表达量降低,ADPGPase和GBSS I酶活力降低是造成突变体花粉淀粉减少的直接原因。