花药和花粉的发育是一种复杂的遗传现象,很容易受到阻碍,导致雄性不育。因此,需全面了解雄性不育的潜在分子和生化机制,以扩大其杂交育种的范围。本文通过甲基磺酸乙酯（Ethyl Methyl sulfone,EMS）诱变籼稻恢复系中恢8015（Zhonghui8015,wild-type,WT）筛选获得了一个性状稳定的典败型雄性不育突变体材料abortive pollen 90（ap90）。突变体ap90与野生型中恢8015在株高、株型、分蘖数、抽穗期等农艺性状上无显著差异,但花药瘦小、呈淡乳黄色、花粉完全典败。花药发育不同阶段的半薄切片观察结果显示,ap90突变体内的花药壁细胞发育异常,主要表现为绒毡层细胞降解异常,小孢子细胞在有丝分裂阶段无法形成正常的花粉壁结构、无法完成淀粉充实过程,最终小孢子细胞退化成细线状、花药亦无法开裂。花药和花粉外壁扫描电镜观察结果显示,突变体ap90的花药外壁皱缩,角质层排列更紧密;花药内壁乌氏体形状不规则、排列紧密而混乱;花粉细胞呈干瘪状态,花粉外壁表面的孢粉素形态异常、呈不规则排列。遗传分析表明,ap90突变性状受一对隐性核基因控制,基因的初步定位将该突变位点定位于水稻第7号染色体长臂RM21421和RM21435之间491.73 kb区间内;进一步的Mut-Map测序分析证实该区间内LOC＿Os07g22850的第2个外显子区存在1个37 bp的缺失和1处单碱基替换,使得其编码序列发生移码、转录和翻译提前终止,导致出现ap90中的花粉完全典败和小穗不育表型。表达模式分析结果显示,该基因在花药中特异表达,Os AP90蛋白主要定位在内质网上。q PCR检测结果表明,ap90突变体中许多雄性不育相关基因的表达量受到了该突变位点的影响,进一步证明Os AP90在水稻花药发育的乌氏体形成、花粉壁发育中有重要作用。此外,利用本实验室已研究发表的无花粉型雄性不育突变体bm1、cyp703a3和cyp704b2为研究材料,进一步构建了bm1-cyp703a3和bm1-cyp704b2的双突变体并对其进行了表型考察、细胞学观察和q PCR分析,证实BM1在调控水稻花药囊壁发育和脂肪酸合成的功能上可能处于CYP703A3和CYP704B2的上游。上述研究明确了水稻无花粉型雄性不育基因BM1调控水稻雄性不育的分子机制,拓展了我们对水稻雄性生殖发育调控机制的认识,为下一步利用GAT创制智能不育系并应用于水稻杂种优势利用和杂交水稻育种生产中提供理论依据和基因资源。