花是植物形态结构中最复杂多样的器官之一,花器官发育一直是生物学研究领域的重要科学问题。豆科植物的花器官因其独特的形态构造和发育特性而倍受关注。在被子植物中,C功能基因AGAMOUS（AG）编码花器官决定和花分生组织分化的MADS-box转录因子。蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）及其他大多数豆科植物在经历远古时代基因组加倍之后,存在两个AG同源基因。目前关于AGAMOUS基因在豆科植物花器官发育过程中的生物学功能及其遗传调控机理还有待深入研究。本论文研究通过正向遗传学和反向遗传学方法研究豆科模式植物蒺藜苜蓿中AG同源基因MtAGa和MtAGb调控花瓣和雄蕊发育的功能保守性和分化。本研究通过在Tnt1插入突变体库中分离mtaga和mtagb的缺失突变体研究了MtAGa和MtAGb的基因功能。最终发现在蒺藜苜蓿中,MtAGa功能缺失后,心皮融合及胚珠发育出现异常,进而导致心皮开裂,果荚变小,种子数量变少,变轻。MtAGb基因功能缺失导致雄蕊管不融合,并有轻微的花药向花瓣的转变。杂交构建mtagamtagb双突变体的材料后发现MtAGa和MtAGb基因共同行使C功能基因的活性。但是,与拟南芥的ag突变体不同,在mtaga mtagb双突变体中,大多数雄蕊和心皮变为无限生长的类似旗瓣的结构。有趣的是,在杂交后代中,与野生型及mtaga和mtagb单突变体不同,中间型 mtaga mtagb/+,mtaga/+mtagb 和mtaga mtagb表现出对 MtA Ga 和MtAGb基因剂量依赖的效应,出现了与基因型相连锁的特殊花发育表型。进一步在不同mtag突变体中对开花调控基因进行realtime PCR检测,发现在蒺藜苜蓿中,MtAGa和MtAGb基因抑制A类基因、B类基因以及MtWUS基因表达,却促进D类基因表达。此外,在mtaga 双突变体中,异常的花瓣表型与蒺藜苜蓿中CYCLOIDEA（CYC）-like的TCP基因表达量升高相关。综上,在蒺藜苜蓿中,MtAGa和MtAGb基因与拟南芥中AG在决定花器官分化及花原基形成过程中具有相似的功能。同时,MtA Ga和MtAGb可能与其他花对称发育调节因子结合参与花器官对称性发育的调控。为了深入解析蒺藜苜蓿中MtAG基因参与的遗传调控途径,从蒺藜苜蓿Tnt1插入突变体库中筛选与mtag双突变体表型类似的突变体。并成功克隆了该花发育控制基因PIS（Petals Increased Severely）,该基因编码一个功能未知蛋白,进化分析显示PIS为双子叶植物特有但其功能并没有文献报道,realtime PCR检测发现在pis突变体中,MtA Ga和MtAGb表达量都明显下调,推测PIS可能通过调控C功能基因的表达,进而调控蒺藜苜蓿花器官发育。但是PIS蛋白调控C类基因的机制还需进一步研究。本研究将为豆科植物C功能基因调控花器官发育的分子调控机制提供理论依据,同时为豆科植物花型改良提供理论支持。