水稻(OryzasativaL.)是世界上重要的粮食作物，也是单子叶植物的模式植物。水稻是研究花发育的理想材料，与双子叶模式植物相比，水稻花序具有禾本科植物独有的结构单元—小穗，而且具有丰富的遗传与基因组资源。深入研究水稻生殖发育过程，不仅有助于深入理解水稻小穗或小花的形成机制，而且对丰富植物发育生物学知识和提高水稻产量都具有重要意义。　　 在本研究中，克隆了一个水稻小穗发育相关基因MULTI-FLORETSPIKELETI(MFS1)，我们对其进行了表型和细胞学观察，表达模式分析以及功能验证。主要结果如下:　　 1.mfs1突变体表型观察　　 从EMS诱变库中发现mfs1-1和mfs1-2两个等位小穗突变体，相比而言mfs1-1突变表型更严重和丰富，以下主要描述mfs1-1突变体。开花期的mfs1-1小穗护颖退化类似于副护颖，小穗轴伸长，形成额外的外稃，内稃主体部分退化，内三轮的花器官没有发现同源转化现象但花器官数目不确定。扫描电镜显示，早期护颖原基发育迟缓和退化，部分小花形成扩大的花分生组织和两个退化的内稃原基，雄蕊发育不同步。　　 2.MFS1遗传分析与分子定位　　 利用三个杂交组合进行遗传分析和分子定位，杂交F1代植株表型与野生型相似，F2代植株发生分离，正常株和突变株分离比均符合3∶1，表明MFS1基因受单隐性基因控制。运用SSR标记和InDel标记进行基因定位，MFS1基因被最终定位在第5染色体InDel17和InDel24之间。　　 3.MFS1基因的克隆与蛋白质分析　　 DNA和cDNA测序分析发现一个编码APETALA2/EREBP结构域蛋白的基因Os05941760分别在mfs1-1和mfs1-2突变体中存在一个C-T的替换，引起了氨基酸的改变，导致蛋白质的功能变异，初步确定其为候选基因。MFS1属于AP2/ERF家族中一个功能未知的分支，蛋白质定位在细胞核内。　　 4.MFS1基因的表达模式分析　　 利用半定量RT-PCR，qPCR和原位杂交技术进行了表达模式分析。半定量RT-PCR和qPCR结果显示MFS1基因在根，茎，叶和花中都表达，尤其在花序早期表达强烈。原位杂交显示MFS1在分生组织和护颖原基中表达强烈，随着花器官的发育，表达量逐渐减弱。　　 5.MFS1基因的功能验证　　 构建MFS1基因的基因组互补载体，转化mfs1-1突变体的愈伤组织，获得转基因植株，通过GUS染色检测转基因植株。结果表明，mfs1-1突变体表型完全恢复，确定了Os05941760基因是MFS1基因。mfs构建MFS1基因的RNAi转基因表达载体，转化籼稻品种缙恢10号和粳稻品种中花11的愈伤组织，获得转基因植株，GUS染色、PCR检测转基因植株。RNAi转基因植株小穗表现为护颖退化，小穗轴伸长，额外的外稃状器官和内稃退化，与mfs1突变体的表型高度相似，进一步证明了Os0Sg41760基因是MFS1基因和MFS1基因的功能。　　 6.MFS1调控其它花发育相关基因的表达　　 qPCR分析和原位杂交分析结果表明，在mfs1-1突变体中，A功能基因OsMADS15表达量增加，AP2/ERF结构域基因SNB、OsIDS1和FZP表达量减少及护颖特征基因G1表达量减少。