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水稻是被子植物中最大的开花植物科之一,进化出了独特的不同于双子叶植物和其他单子叶植物的花形和生殖器官,其形态建成和后续发育直接影响到物种的后代繁殖。另一方面,水稻是禾本科的重要栽培谷物,其产量直接受生殖器官的正确起始及形态建成的影响。因此,对水稻等农作物花器官发育分子调控机理的研究具有非常重要的理论和实际应用意义。近年来,关于水稻花器官发育分子调控机理的研究越来越多,但关于水稻E类基因间的相互调控机制并未得到深入研究。通过对拟南芥等模式植物的研究表明,控制花器官的发育主要由A、B、C、D和E类基因互作,其中E类基因可以和其它类型MADS box蛋白互作,形成蛋白复合体。OsMADS1、OsMADS5、OsMADS34这三个基因是水稻中的SEP-LIKE基因,均属于E类基因。本实验采用遗传学、生物化学和分子生物学的方法研究了这三个基因在水稻花器官发育中的相互作用机制,并得到以下主要研究结果：1.通过反向遗传学的方法,我们鉴定到基因OsMADS5的突变体osmads5-3。经序列分析结果表明,突变体osmads5-3在OsMADS5基因第七个外显子处有一段T-DNA插入。观察(smads5-3突变体表型,除雄蕊有轻微弯曲外,其余花器官均正常。表达模式分析表明：OsMADS5在小穗及小花原基处有较强表达；在小花sp6和sp8时期的心皮处发现有较强表达,说明OsMADS5可能参与了小穗和小花的起始,并对心皮的起始及发育起着重要作用。2.在osmads5-3和实验室前期已获突变体osmads1-z、osmads34-1的基础上,我们分别构建双突变体和三突变体,通过遗传学和分子生物学的方法来研究OsMADS1、 OsMADS5、OsMADS34三个基因在水稻花器官发育中的具体互作机制。通过表型观察分析,结果表明：OsMADSS加强OsMADS1的功能冗余控制雄蕊和心皮的发育；OsMADS5能够和OsMADS34相互作用,对雄蕊、心皮分生组织的决定性以及浆片的属性的调控具有冗余性：OsMADS1、OsMADS5、OsMADS34共同决定水稻花分生组织。3.在转录水平,通过QRT-PCR分析了这三个基因在不同突变体中的表达水平,结果表明：OsMADS1可抑制OsMADS34的表达,此外,OsMADS34可反馈抑制OsMADS1的表达来调控花器官的发育并对OsMADS5的表达有轻微促进作用；而OsMADS5可共同促进OsMADS1和OsMADS34的表达来调控花器官的发育。4.通过酵母双杂实验,研究了这三个基因及其他E类基因在蛋白水平上的互作关系,结果表明：在酵母双杂交实验体系中,OsMADS5和OsMADS34; OsMADS7和OsMADS34; OsMADS8和OsMADS34是可以相互作用的。此外,通过酵母双杂,我们还分析E类蛋白和B、C类蛋白间的互作关系,结果显示OsMADS5、sMADS34和OsMADS2之间均存在相互作用,暗示这三个蛋白可能形成蛋白复合体来调控浆片的属性；同样,OsMADS5、OsMADS34和OsMADS3可能形成蛋白复合体来调控雄蕊分生组织的决定性。