水稻(OryzasativaL.)是世界重要粮食作物之一，全世界半数以上人口的主要食物和能量来源。较小的基因组、已知的基因组序列以及成熟的农杆菌介导的遗传转化体系和与其它禾谷类植物的共线性使水稻处于单子叶模式植物的位置。随着全球人口的激增，耕地面积的逐年减少，保持粮食的稳产及高产已成农作物育种的首要目标。水稻粒型(包括粒长、粒宽、长宽比与粒厚)是稻米最重要的外观品质指标之一，影响稻米的产量和加工品质。谷粒重量是构成水稻产量的三要素之一，是籽粒库容及籽粒充实度的综合指标。粒重的高低取决于籽粒库容潜力大小和库的充实度，其中形成足够的籽粒库容是提高粒重的基础。ABC1(for Activity of bc1 complex)类蛋白激酶是近年来在植物中发现的一类新的非典型性激酶，在植物中该激酶的研究较少，对于其在水稻中的功能研究接近空白。本实验室在水稻中克隆到一个编码ABC1类蛋白激酶的基因，OsAGSW1(ABC1-like kinase related to grain size and weight)，在水稻ABC1类蛋白激酶家族基因研究的基础上，本研究利用反向遗传学方法对OsAGSW1基因的功能进行深入研究，着重探讨在水稻籽粒发育方面的功能，并探究了其可能的作用机理。主要取得了以下结果：　　1.生物信息学结果表明：水稻中ABC1类蛋白激酶有15个成员，该家族成员在蛋白序列上含有一个典型的ABC1结构域，并且具有激酶保守的VAVK-like和DFG-like催化基序。亚细胞定位预测该家族成员大多定位于叶绿体或线粒体：　　2.利用RT-PCR分析水稻该家族成员在不同胁迫条件下的基因表达水平。结果显示OsABC1P2、OsABC1P7、OsABC1P8、OsABC1P10对高盐、高温、MV、ABA和重金属镉响应且表达上调。　　3.RT-PCR检测OsAGSW1基因在水稻不同组织和器官中的表达水平，结果表明该基因在水稻根、茎、叶、剑叶、蘖和花序中均有表达，且叶片中表达水平最强。这与利用OsAGSW1基因的启动子驱动GUS报告基因的研究结果相一致。OsAGSW1-GFP转化水稻原生质体瞬时表达，发现OsAGSW1定位于叶绿体。　　4.水稻粒形分析发现，OsAGSW1基因过量表达株系粒宽、粒长、粒重和千粒重与ZH11相比极显著增加，敲减株系粒宽、厚、粒重和千粒重则极显著低于ZH11，OsAGSW1转基因株系的粒长/粒宽、粒长/粒厚、粒宽/粒厚显著高于ZH11。　　5.水稻穗型分析发现，与ZH11相比，OsAGSW1基因过量表达株系单穗重量显著减少，但单株产量却显著增加，每穗粒数和分枝数有所减少但差异不显著；敲减株系每穗粒数和分枝数与ZH11相比增加但差异不显著，穗重和单株产量有所减少但差异不显著。　　6.未开花颖壳统计分析发现，过量表达株系颖壳宽度和长度极显著增加；对颖壳石蜡切片分析发现过量表达株系细胞数目、颖壳外围细胞长度均极显著高于ZH11，敲减株系则极显著减少，但三者间单个细胞长度差异不显著。　　7.外颖、果柄基部和子房石蜡切片分析发现过量表达株系的输导组织面积增加；对水稻剑叶主脉徒手切片分析发现，过量表达株系韧皮部和木质部面积增加，敲减株系则面积减少。　　8.OsAGSW1基因影响灌浆速率，过量表达株系种子干鲜重在不同时期均高于ZH11和敲减株系。　　9.OsAGSW1基因影响叶片蔗糖的合成与积累，过量表达株系蔗糖合成与运输均显著高于ZH11和敲减株系；在水稻籽粒ACC含量方面，过量表达株系ACC含量高于ZH11和敲减株系，但三者差异不显著；在淀粉溶胀体积方面，与ZH11相比过量表达株系溶胀体积增加，敲减株系减少。　　10.OsAGSW1基因影响愈伤组织分化率和生根率，敲减株系愈伤组织分化和生根进程减慢，且受细胞分裂素影响。