水稻是重要的粮食作物,对保障粮食安全至关重要。水稻穗是水稻产量构成的重要基础,穗发育对生产起着决定性作用,水稻穗部结构特征的遗传机制研究是育种学家们研究高产的重要研究热点。因此,揭示穗发育的遗传机制对于改善穗型和提高产量具有重要促进作用。本研究以水稻野生型品系DH170和其经EMS诱变的两个穗发点击此处育异常突变体E7-4和E7-7为研究试材,分别进行表型鉴定、细胞组织结构观察、遗传分析、BSA基因定位以及基因差异表达分析等,以期明确突变体的形态特征、细胞学发育特点以及初步了解其遗传调控机制,为进一步开展与穗发育相关的基因发掘、基因功能分析和基因应用奠定基础。本试验研究主要结果如下:1.与野生型相比,突变体E7-7的株高明显降低,分蘖数增多。突变体E7-4颖壳皱缩,花药淡黄、干瘪,雄蕊发育异常。两个突变体的光合参数和荧光参数显著降低,对光的捕获和吸收能力低。外施吲哚乙酸对突变体的节间伸长、株高和分蘖数没有显著的影响,说明E7-4和E7-7穗的发育对吲哚乙酸不敏感。2.切片观察结果表明,突变体E7-7颖花退化,穗颈部发育畸形,花药性状不规则且退化,子房发育畸形;突变体E7-4花药室畸形,室内没有花粉或少量畸形花粉,绒毡层细胞消失,无胚囊结构,外稃基部变薄、中部内层薄壁细胞增厚,维管束细胞性状不规则,而野生型花药维管束粗且细胞排列规则紧密。分析表明突变体组织分化和细胞发育均受到不同程度的影响。3.遗传分析结果表明,2个突变体的数量比值符合孟德尔的单基因遗传3:1分离比,表MK-2206临床试验明都受单隐性核基因控制,BSA法将E7-7定位于第9号染色体约15MB处,将E7-4定位于11号染色体约28MB位置处。4.野生型和突变体E7-7分化早期基因差异表达分析显示,有1593个差异表达基因,其中上调基因1124个,469个基因下调表达;而野生型和突变体E7-7穗分化后期则有4427个差异表达基因,其中2412个基因上调表达,2015个基因表达下调。这些基因主要参与水杨酸、花粉精细胞分化、几丁质、DNA序列特异性和转移酶活性等过程。另外代谢通路主要有苯丙类生物合成、氨non-infectious uveitis基糖/核苷酸糖代谢、MAPK信号通路-植物、玉米素生物合成、谷胱甘肽代谢、二萜生物、赤霉素生物合成等,这些代谢基因的功能分析是下一步研究的重点。