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半乳糖脂主要包括单半乳糖甘油二脂（Monogalactosyldiacylglycerol,MGDG）和双半乳糖甘油二脂（Digalactosyldiacylglycerol,DGDG）)两种类型。已有大量研究指出半乳糖脂不仅参与叶绿体类囊体膜的形成,还存在于光合复合物中,影响植物体的光合效率。也有越来越多的证据表明,半乳糖脂在花和胚胎等非光合组织器官中同样是非常丰富的。在花和胚胎发育过程中,半乳糖脂的含量均显著上调,预示半乳糖脂可能在非光合组织也起到重要作用。拟南芥中存在三个编码单半乳糖甘油二脂合酶（Monogalactosyldiacylglycerol synthases,MGD）的同源基因AtMGD1-3。本实验室前期通过缩减杂交,从水稻中克隆到与AtMGD2高度同源的OsMGD2 cDNA。通过自身启动子驱动GUS基因表达和qRT-PCR确定该基因主要在花粉二胞期和成熟期的花粉粒中表达。OsMGD2的干涉植株和启动子T-DNA插入突变体osmgd 2-1a表现出花粉可染率和结实率下降。osmgd2-1a功能互补实验显示,植株可染率和结实率得到了一定恢复。本文在上述研究的基础上上,通过半薄切片和超薄切片,观察osmgd 2-1a异常花粉（亚）细胞结构变化;并通过构建和转化OsMGD2的FLAG过表达转化苗,利用免疫胶体金技术对OsMGD2进行亚细胞定位;此外,通过花粉体内外萌发、饱和授粉及雌蕊和胚胎的半薄切片观察,确定osmgd 2-1a结实率下降的原因,获得结果如下:1.花药半薄切片结果显示:osmgd 2-1a花药发育至S11b,部分花粉粒呈现胞质稀疏,内部可染颗粒物小且不明显的异常现象;到S12时,osmgd 2-1a的花粉粒出现三种不同的表型:一种是空败,胞质基本不着色且无颗粒物质的花粉粒;第二种花粉粒胞质含量明显少于正常花粉粒,内部含有的颗粒物质相对中花11也有所减少;第三种则与中花11近似,为正常的花粉粒。这三种类型的花粉粒随花粉的进一步成熟,在S13和S14仍然存在。2.超薄切片结果显示:osmgd 2-1a花粉粒的异常现象在S11中期出现,败育的花粉粒内壁形成出现明显异常;花粉粒胞质稀疏,其中胞质严重减少的花粉粒壁周围常伴有运输小泡结构;在S12和成熟期,可以明显看到异常花粉粒内壁呈现不同程度的缺失,且胞内缺少淀粉体,油质体和蛋白体等贮藏营养物质的细胞器。3.构建过表达融合蛋白载体pOx-OsMGD2-3×FLAG,通过遗传转化获得了T0代46个OsMGD2-3×FLAG转化苗株系,Western Blot鉴定了8个株系,其中有3个株系具有单一目的条带,选取株系mgdf8和mgdf44种植T1代做为材料,进行免疫胶体金亚细胞定位实验,确定水稻花粉粒的OsMGD2主要分布在胞质中。4.采用qRT-PCR,对有报道与水稻花粉内壁发育相关基因GT1、CAP1和RIP1在osmgd 2-1a的表达量进行了初步分析,发现RIP1在osmgd 2-1a中有较大幅度上调;此外,基因芯片表达差异分析结果（张成就,2016）,显示osmgd 2-1a花药中有6个与细胞壁代谢相关的多糖基因出现了显著上下调,其中有4个基因（PG1、PG2、PME和PL）与果胶降解有关。qRT-PCR验证实验,确定了其中PG1、PME和PL出现了下调。5.花粉管的体内外萌发结果显示:以可染花粉为基数统计萌发率,osmgd 2-1a突变体中可染花粉粒的萌发率与中花11相比未见明显下调,且活体授粉时,中花11和突变体的柱头上都能看到大量的花粉粒萌发。结果显示花粉萌发率不是造成osmgd2-1a结实率下降的主要原因。6.以中花11为父本,并分别以中花11和osmgd 2-1a为母本同期进行饱和授粉,结果显示osmgd 2-1a的杂交结实率比中花11有显著下调;进一步通过半薄切片观察发现,osmgd 2-1a大约45%的成熟雌蕊没有形成正常的雌配子体,授粉3天未正常膨大的子房中也发现了类似的异常结构,由此推测osmgd 2-1a结实率下降是由雌蕊发育异常造成的。