随着全球人口数量的剧增,粮食对于人类的重要性愈发明显。水稻作为重要的粮食作物之一,如何提高其产量,一直以来是育种学家关注的问题。花器官的发育直接影响农作物最终的产量,所以对花器管的研究十分重要。长雄野生稻具有和亚洲栽培稻相同的基因组（AA）及长花药、花粉量大等特性而被看作是转移这些优良性状的理想供体。本研究以长雄野生稻为研究材料,通过细胞形态学的观察以及花药生理指标的研究,挖掘长雄野生稻雄蕊发育的细胞学基础。通过转录组分析探究花药发育过程中差异表基因,更进一步了解长雄野生稻花药发育机制。主要结果如下:1、通过测量长雄野生稻以及9311的花药长度,结果显示长雄野生稻花药长度比9311的长。碘染、花粉离体培养以及花粉在柱头上的萌发等实验,表明长雄野生稻可育花粉与9311可育花粉没有明显差异。对长雄野生稻和9311成熟花粉粒进行扫描观察,得出结论为长雄野生稻花粉粒无孔阜且花粉表面粗糙。对长雄野生稻花药发育各个时期进行半薄切片观察,结果显示小孢子母细胞数量多,产生较多的小孢子。在二胞花粉时期,相邻的花药壁打开,为花粉粒释放做准备。在长雄野生稻花药中发现可能存在部分败育的花药,发生在减数分裂准备时期。发生败育原因为花药壁纤维化程度严重,小孢子母细胞无法进行正常的减数分裂。2、长雄野生稻花药发育过程中可溶性糖含量在减数分裂达到最大值,之后逐渐降低。抗氧化酶活性的变化总体成下降趋势,过氧化物酶在减数分裂准备期间出现峰值。3、为了探究长雄野生稻花药发育的机制,对花药次级造胞细胞时期、减数分裂准备时期、二胞花粉时期、成熟花粉粒时期进行转录组学分析,通过KEGG、GO通路富集分析,发现5个未知的基因。分别在精氨酸合成途径中、油菜素内酯合成途径中以及光和色素合成途径中发挥作用。4、对长雄野生稻花药4个发育时期进行全蛋白分析,发现4个时期的全蛋白存在差异,其中减数分裂时期与二胞花粉时期差异较为明显。5、针对5个未知的候选基因进行体外敲除验证,其中2个候选基因在体外敲除验证中成功,并根据这2个候选基因构建CRISPR-Cas9敲除载体。