随着水稻基因组测序的完成,其遗传研究已逐步进入以解析不同基因功能为主的功能基因组研究上来。大量水稻功能基因的解析,以及研究过程中不断呈现的各种资源与研究方法优势,使得水稻已成为单子叶分子生物学研究的模式植物。水稻棕腹沟突变体ibf是经典的形态学突变体,突变体植株抽穗后在颖壳腹沟中积累棕色色素,并且随着种子的成熟,色素积累量不断增加,最终表现为棕黄色颖壳,这类突变体被称为棕腹沟突变体。棕腹沟突变体早在1917年就被发现,通过经典遗传学的方法已将棕腹沟基因ibf(inhibitor for brown furrows)定位于第9染色体上。虽然该突变体被长期广泛应用于水稻育种和遗传学研究,但是其形成的分子机理尚不清楚。　　 植物中红、蓝、紫、棕等色素的产生是由一类次生代谢产物积累形成的,它们主要是一些黄酮类化合物。本研究中我们对水稻棕腹沟突变体ibf进行了深入研究。在ibf突变体中,随着种子成熟,棕色色素在水稻颖壳的腹沟处特定积累。研究发现棕腹沟突变体与正常水稻相比,颖壳中的总黄酮以及花青素含量都有很大程度提高。通过图位克隆的方法分离了IBF基因,它编码一个包含kelch重复在内的一类F—box家族蛋白。实时定量RT-PCR和GUS检测表明棕腹沟基因特定的在水稻花中表达。与GFP融合蛋白的瞬时表达观察表明IBF编码的蛋白主要存在于细胞质中。通过对ibf突变体和野生型水稻中有关类黄酮化合物生物合成途径相关基因表达的对比分析,发现突变体中控制催化合成黄酮类化合物相关基因的表达均有不同程度上调或下调。因此,我们认为棕腹沟IBF基因可能作为某种参与类黄酮化合物合成代谢途径的负调控因子,抑制水稻颖壳中腹沟的棕色色素沉积,使得正常水稻表现为普通黄色颖壳的表型。