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花发育分子遗传机制的阐明有着重要的理论意义和潜在的应用价值。目前我们对双子叶植物花发育的分子机制有了比较多的了解,但是对于单子叶植物花发育的研究相对较少。同时,由于单双子叶花在形态上有很大差异,很多双子叶花发育的机制可能并不适用于单子叶的花。为研究单子叶植物花的发育机制,我们分离了一个水稻花器官发育异常的突变体lemmata(lem)。通过形态解剖观察发现,lem突变体的花器官,包括内稃、浆片、雄蕊和心皮,均同源异形转化成外稃或外稃状结构；同时突变体花的决定性丧失,导致其成为由多轮外稃状器官构成的变异花。扫描电镜观察发现突变体与野生型花的差异最早出现在内稃原基起始时,之后所有的花器官的命运都发生了改变。这些结果表明LEM是一个控制水稻花发育和决定的关键基因。通过图位克隆技术发现LEM基因编码了一个MADS-box转录因子家族中AGL6亚家族的成员OsMADS6。与此一致,定位实验表明其蛋白定位在细胞核中。我们应用RNA原位杂交方法检测了OsMADS6基因的转录表达情况,结果表明该基因几乎在花发育的所有时期都有表达,从二次枝梗发育时期到花成熟后期,但其表达主要集中在花原基、内稃、浆片和心皮处。我们应用Affymetrix水稻全基因组芯片和实时定量RT-PCR的方法,发现OsMADS6是通过调节B、C和E类花器官特性基因的表达来控制浆片、雄蕊和心皮的发育。综合上述结果,我们认为LEM/OsMADS6基因是一个水稻花发育的关键基因,在花器官浆片、雄蕊和心皮的发育以及花分生组织的决定中发挥了非常重要的作用。