在真核生物中，生物膜系统对于其生命活动不可或缺，其脂质二层膜把膜内外的环境分隔开来，使各反应可以有条不紊的发生，同时膜脂结构也使细胞膜能维持其特殊的结构和功能。非磷脂质单半乳糖二酰基甘油酯（monogalactosyldiacylglycerol，MGDG）和双半乳糖二酰基甘油脂（digalactosyldiacylglycerol，DGDG）是质体的主要膜脂质。MGDG的生物合成的过程，是由MGDG合成酶（UDP-galactose:sn-1,2-DAG3-β-galactosyltransferaseor MGDG synthase，MGD）催化一个半乳糖基从供体尿苷二磷酸半乳糖（UDP-Gal）转移到sn-1,2-二酰基甘油的位置。而DGDG的合成是以MGDG为底物进行的，所以MGDG合成酶是半乳糖脂生物合成和质体膜结构合成的关键酶。　　前期启动子驱动GUS基因表达和定量PCR的实验结果显示：OsMGD2偏爱在二核和成熟期的花粉中表达；针对OsMGD2的RNA干涉实验结果显示：干涉植株呈现花粉发育异常，花粉可染率下降的表型，推测 OsMGD2在水稻花粉后期发育过程中起作用。本研究在上述已有研究基础上，通过OsMGD2启动子区T-DNA插入突变体osmgd2-1a的基因功能互补及过表达实验，进一步对OsMGD2基因在水稻花粉发育中的功能进行验证和分析；通过对突变体的基因芯片分析，了解 OsMGD2表达下调时，与其相关的代谢途径其它基因表达变化的情况。本论文的主要研究结果如下：　　1．通过双引物法鉴定T-DNA插入突变体osmgd2-1的基因型，分析了两代三批材料总计170株，结果显示杂合突变体（116株）：纯合野生型（54株）=2.15:1，未分离得到纯合突变体。　　2.观察了突变体osmgd2-1 T4至T5代成熟花粉KI-I2染色及结实率的情况，发现杂合突变体osmgd2-1的花粉可染率和结实率均存在a/b两种情况：osmgd2-1a，与中花11相比，花粉可染率下降至55％~60%，结实率下降至40%~50%，差异显著；osmgd2-1b，花粉可染率和结实率与中花11对照无明显差异。结合黄任平（2013）T1-T3代结实率的统计数据，总体结果显示突变体T1至T5代osmgd2-1a所占比例呈逐代增多，而osmgd2-1b植株所占比例呈逐代递减的趋势。　　3．取二孢时期的颖花为材料，进行了基因芯片转录表达谱分析，与中花11（对照）相比，突变体osmgd2-1a中上调表达2倍以上的基因有308个，下调表达2倍以上的基因有117个。表达差异基因的聚类和富集分析结果显示，变化基因主要集中在细胞质膜成分、核糖核酸成分，细胞生长发育，核酸转录过程等相关途径。　　4．将OsMGD2自身启动子驱动的OsMGD2功能互补载体，通过农杆菌介导法导入突变体osmgd2-1a，获得了功能互补转化植株4个株系（H1-1、H1-2、H9-1和H9-2），共16株。采用荧光定量PCR技术，对所获得的功能互补转化苗二孢期颖花OsMGD2表达情况进行了分析，结果显示：T1代除H1-1外，H1-2、H9-1和H9-2的OsMGD2表达量低于中花11对照，但较突变体osmgd2-1a有显著的增加；T0代和T1代H1-2、H9-1和H9-2三个株系的花粉可染率，相对于突变体osmgd2-1a也均有了明显的增加。上述功能互补实验结果显示：克隆的OsMGD2自身启动子，虽然没有能让功能互补转化株中OsMGD2表达恢复到对照中花11中的表达水平，但也验证了OsMGD2表达水平的部分恢复，与花粉可染率表型恢复呈正相关，表明水稻中偏爱在二核和成熟花粉中表达的OsMGD2，确实在花粉的发育成熟过程中起作用。　　5．将ubi启动子驱动的OsMGD2过表达载体，通过农杆菌介导法导入受体中花11，获得了过表达转化植株3个株系（G2、G4、G5），共11株。对所获得的OsMGD2过表达转化苗进行了荧光定量PCR检测和表型观察分析。荧光定量PCR分析结果显示，过表达转化苗叶子的OsMGD2的表达水平和过表达转化苗二孢期颖花 OsMGD2的表达水平都显著提高，但是花粉可染率和结实率与对照组中花并无明显差异。