尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucose pyrophosphorylase，UGPase)在植物中广泛分布，是糖类代谢中的一个关键酶。本实验室前期研究工作通过缩减杂交从水稻中分离到的OsUGPase的cDNA，Northern blot及RNA原位杂交结果表明该基因偏爱在水稻花粉中特异表达，并且该基因表达始于二核小孢子期，在成熟花粉中达到很高的表达量。针对OsUGPase的干涉实验结果表明：目标基因的干涉程度与败育程度成正相关。本研究在上述研究的基础上从三个方面进一步完善该基因的功能分析：(1)原核表达OsUGPase全长基因的蛋白制备抗体，利用免疫组化及免疫胶体金标记技术分别在组织及亚细胞水平确定OsUGPase在水稻花粉发育过程中的分布；(2)组成型过量表达OsUGPase，观察对水稻植株生长发育与代谢的影响； (3)采用诱导型启动子RNA干涉载体(Iptrl)转化水稻，研究不同诱导时期及时间对转化植株花粉育性的影响。获得如下实验结果： 1．体外表达OsUGPase并获得OsUGPase的多克隆抗体。Western blot结果显示所制备抗体对OsUGPase具有很好的特异性。免疫组化结果显示OsUGPase在水稻花药单核晚期有少量表达且主要分布在药室壁的绒毡层部位，随着二核后期淀粉的积累，明显可见OsUGPase大量分布在二核以后花粉中，推测OsUGPase的功能与二核后期花粉中的淀粉积累有关。免疫胶体金的定位结果显示OsUGPase在成熟花药中的分布较为广泛，在药室内壁组织细胞的细胞壁及花粉细胞内均有分布。OsUGPase在花粉细胞内主要分布在胞液，在花粉内壁、造粉体、高尔基体也有分布。上述结果显示OsUGPase不仅参与花粉发育过程中淀粉及其它多糖类物质的合成，与药室壁及花粉细胞内壁的形成也有一定关系。 2．构建Ubi启动子驱动的OsUGPase过量表达载体并获得了四个真正过量表达株系。T0代植株的可溶性糖含量分析表明OsUGPase过量表达四个株系叶片的可溶性总糖含量与对照相比均有较明显提高，果糖含量除3号株系外也都有一定程度的提高，但蔗糖含量基本不受影响。上述结果表明，OsUGPase与水稻叶片中的糖代谢有一定的关系。单拷贝3号株系的T1代48株植株分析结果显示：T1呈现26：22的分离比例，不符合3：1的分离比例，可能与所种群体太小有关。T1代Hpt阳性植株与阴性植株(对照)相比，过量表达植株的分蘖数虽然没有明显差异，主穗长及单株的产量却高于对照植株，表现出一定的生长和产量优势。 3．选取3个株系共21株IptrlRNA干涉载体转化植株进行不同诱导处理：分别从抽穗前约15天左右诱导至二核、扬花前及结实。花粉育性及结实率结果显示：噻菌灵处理至二核前的转基因植株的花粉育性及结实率无明显影响；噻菌灵处理至结实及扬花前的转基因植株的花粉育性下降明显，且主要为空败，种子结实率低。选取育性下降明显的植株进行Northern blot分析，结果显示目标基因的mRNA干涉比较彻底。上述诱导干涉结果显示OsUGPase与二核后期的花粉淀粉积累直接相关。 本研究中通过对OsUGPase在组织及亚细胞水平的定位、过量表达及诱导干涉的研究分析，证实了OsUGPaes在水稻营养生长期可能参与调节糖代谢过程，而在生殖生长过程中与二核后花粉淀粉的积累及花粉细胞壁形成有关。上述结果进一步完善了对水稻OsUGPase基因的功能研究。