星花木兰（Magnolia stellata）是木兰科（Magnoliaceae）木兰属（Magnolia）观花小乔木。其花被片12-45，变异十分丰富，是研究木本植物花发育的理想材料。AGAMOUS(AG)是C类MADS-box基因，在花发育过程中可促进花芽分生组织形成，调控雄蕊和雌蕊的正常发育与内2轮花器官的形态建成，并抑制A类基因的活性。本研究采用同源克隆方法，从星花木兰花芽中分离得到3种不同形式的AGAMOUS同源基因剪接转录本，并结合表达特性分析和基因功能分析，系统研究了这3种形式的剪接转录本的表达模式差别与功能差异，进而分析不同的剪接转录本在星花木兰花发育过程中的功能，在此基础上探讨AG同源基因的可变剪接与星花木兰花器官形态建成的分子机制。为观赏木兰的花型改良与新品种选育积累资料。主要结论如下：　　(1)星花木兰AG同源基因的可变剪接与结构分析　　利用同源克隆方法，从星花木兰花芽中分离出了3个参与花发育的C类　　MADS-box基因转录本MastAG、mastag2和mastag3。Southern Blotting结果显示，星花木兰AGAMOUS(AG)同源基因以单拷贝形式存在，说明其Pre-RNA在加工过程中发生了选择性剪接，产生了3种不同形式的剪接转录本。蛋白同源比对表明， mastag2、mastag3和MastAG都属于MADS-box转录因子家族中的MIKC型蛋白，均具有高度保守的MADS结构域（MADS domain）。MastAG同时具有完整的I、K和C结构域；mastag2和mastag3在I、K和C区发生了不同程度的缺失现象。其中mastag2的I区除前面的3个氨基酸残基保留外，其余部分均缺失；K1区后面3个氨基酸残基保留外，其余序列缺失；而K2、K3和C区结构完整。mastag3的C区完全缺失，而I区和K区结构均完整。　　(2)星花木兰AG同源基因不同剪接转录本表达模式比较　　半定量RT-PCR组织表达特异性分析显示，星花木兰mastag2、mastag3和MastAG转录本均只在雄蕊和雌蕊中表达，在叶片与花被片中不表达。qRT-PCR分析显示，星花木兰mastag2、mastag3和MastAG转录本表达水平随着花芽不同发育阶段而波动，在花芽迅速生长期表达量迅速升高，到开花期达到最高峰；而在雌、雄蕊快速增长期，雄蕊中目的基因大量表达趋势与心皮中相应目的基因表达趋势相比，出现滞后现象，推测可能与星花木兰雄蕊发育异常相关。　　(3)星花木兰AG同源基因功能分析　　构建由花椰菜花叶病毒CaMV35S启动子控制的mastag2、mastag3和MastAG转录本的正义表达载体，通过农杆菌介导法转化拟南芥，筛选、鉴定阳性植株，并对相应的转基因拟南芥植株进行表型分析。结果表明，与非转基因拟南芥相比，35S::mastag2转基因拟南芥ag突变的纯合体不能恢复拟南芥正常花器官结构，但过表达的35S::mastag2转基因野生型拟南芥表现出萼片心皮化性状，说明mastag2转录本可能协同参与正常C类基因（AGAMOUS同源基因）抑制A类基因活性的功能；35S::mastag3转基因拟南芥ag突变的纯合体也不能恢复拟南芥正常花器官结构，但过表达的35S::mastag3转基因野生型拟南芥表现出ag突变的纯合体拟南芥“无限花序”结构，说明mastag3转录本无C类基因功能，且会抑制正常AGAMOUS同源基因功能，可能与星花木兰花被片比其它木兰科植物多相关；35S::MastAG转基因拟南芥ag突变的纯合体花瓣减少，恢复心皮结构；过表达的35S::MastAG转基因野生型拟南芥萼片心皮化性状，说明星花木兰MastAG转录本具备AG同源基因的功能，参与调控心皮的发生，抑制能A类基因活性。结合3转录本功能分析，推测星花木兰在两种功能相反的剪接转录本共同调控下，表现出类似ag突变体花瓣较多，同时又具备雄蕊和心皮结构。从而解释了很好的星花木兰表现出花瓣比其它木兰科植物多的原因。