水稻是重要的粮食作物,也是单子叶的模式植物。开展水稻花器官发育的分子遗传研究具有重要的理论意义和实际价值。我们在水稻育种材料明恢63中发现了一种花器官突变体sis1-1(spike-in-spikelet),其典型特征为内三轮花器官结构退化,花分生组织持续分化出稃片状结构,形成花中穗的表型。本实验室先前已将SIS1-1基因定位在水稻第8号染色体上。本研究对sis1-1突变体的形态特征、SIS1-1与花器官特征基因的关系以及SIS1-1的精细定位三个方面进行分析,获得如下结果：(1)sis1-1的营养生长、花序和花芽发育过程基本正常,但其花器官明显变异。石蜡切片和扫描电镜观察结果显示,sis1-1小穗中的内、外稃表型正常,但维管束增加,内外稃闭合不紧密,浆片、雄蕊和雌蕊基本退化,其中的花分生组织不断分化出新的稃片,或者多个主要由稃片组成的小穗,形成明显的花中穗结构。表明SIS1-1参与控制水稻小穗花器官的发育和花分生组织的决定。(2)实时荧光定量PCR分析结果显示,sis1-1中3个AP1-like基因的表达明显上调；B、C两类基因的表达均下调(其中C类基因下调更明显)；SEP-like基因中OsMADS1/5/34表达上调,而OsMADS7/8则下调。这些结果表明SIS1-1参与调控花器官特征基因的表达,从而决定花器官的发育与花分生组织的决定。(3)在已有定位的基础上,利用新的定位群体对SIS1-1的定位结果进行验证,将SIS1-1定位在微卫星标记SSR21和SSR24之间约250 kb的区域内。该区域内注释有55个基因,包括AP2-like.锌指类等可能与花器官发育相关的Non-MADS基因。但是,测序分析的结果表明,这些可能参与调节花器官发育的基因在野生型和突变体之间均未检测到序列差异。这暗示SIS1-1可能代表一类控制水稻花器官发育和花分生组织决定的新基因。