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已有研究表明,MADS-box基因OsMADS6、锌指基因OsJAG和YABBY家族基因DL是水稻中3个非典型ABCDE类型的花器官发育关键基因。其中,OsMADS6决定浆片、雄蕊与雌蕊原基的形成和花分生组织的确定;OsJAG对水稻雄蕊的发育起决定作用,但对其它3轮器官的作用相对较弱;DL主要控制雌蕊的发育。但是,目前对这3个基因在决定水稻花器官形态建成中的相互关系和具体的作用机制并不清楚。本研究利用这3个基因的零等位突变体,构建了双突变体dl-sup7Osmads6-5和三突变体dl-sup7Osjag Osmads6-5,由此对这3个基因之间及其与其它已知功能的花器官发育关键基因之间的遗传互作关系进行了分析。主要结果如下:1、双、三突变体小穗的表型特征突变体dl-sup7小穗的外3轮器官发育基本正常,但其雌蕊完全同源转化为一团异位的雄蕊状组织;Osjag小穗的4轮花器官均存在不同程度的异常,但其最明显变异发生在第3轮,其6枚雄蕊完全同源转化为6团雌蕊状的器官;而Osmaads6-5的小穗则完全由多轮稃片状的器官组成。双突变体的小穗表型与Osmads6-5基本相似,主要由稃片状器官组成,其第1、2轮与Osmads6-5完全一样,两者不同之处主要存在于小穗的内轮组织。双突变体的第3轮表型与Osmads 6-5略有不同,虽然其6枚雄蕊也同源转化为稃片状器官,但大部分小穗仍保留1-5枚发育异常的雄蕊。尽管两者第4轮的雌蕊都完全退化而导致花分生组织确定性丧失,但双突变体在其中央长出由数目不等的小穗组成的穗状结构,这一点与Osmads6-5在该部位长出多轮稃片状器官的表型明显不同。有趣的是,这些异位的小穗的表型与Osmads6-5极为相似,完全由稃片状器官组成。三突变体小穗的四轮花器官均发育异常,花分生组织的确定性丧失。其中,第1轮的内、外稃与Osjag基本相似,细小、呈弯钩状;第二轮与Osmads6-5相似,浆片转变为稃片;第3、4轮性器官完全退化,其中央长出一个四周分布多轮稃片状器官的穗轴,进而在该穗轴的上部又分化出多个由一次枝梗、二次枝梗和小穗组成的穗状器官。有趣的是,这些异位小穗的表型与Osmads6-5和Osjag部分相似,完全由细小、呈弯钩状的稃片状器官组成。双突变体和三突变体小穗的结构特征表明,OsJAG、DL和OsMADS6之间存在一定的遗传互作关系,它们相互作用、共同决定水稻花器官的分化与花分生组织的决定。2、DL、OsJAG、OsMADS6之间及其与花器官特征基因之间的表达调控利用Q-PCR对双突变体和三突变体中一些重要的花器官特征基因的表达进行检测,发现A、B、C、E类基因在双突变体和三突变体中的表达量均下调。其中,OsMADS16/3/58/8在双突变体中下调明显;而三突变体中除了 OsMADS1的表达量基本无变化外,OsMADS16/3/58/8均明显下调。这些结果显示,作为上游调节基因,DL、OsJAG、OsMADS6通过调节花器官特征基因的表达,控制花器官的形成和花分生组织的确定。采用原位杂交的方法,对DL、OsJAG、OsMADS6之间的遗传调控关系进行分析,结果表明OsMADS6促进OsJAG在内三轮的表达、抑制DL在第二轮的表达;OsJAG抑制OsMADS6在第三轮的表达,而DL对OsMADS6和OsJAG的表达没有明显影响。