在显花植物中,雄性生殖发育是一个复杂的生物学过程,但对其机理尚不是十分了解。本文在60Co-γ射线辐射诱变籼稻中恢8015的突变体库内发现了一个无花粉型雄性不育突变体gamyb5。突变体gamyb5的株型、株高、分蘖数等农艺性状与野生型中恢8015无差异,但是突变体gamyb5的花药细长且呈白色透明状,花药中无花粉粒。花药半薄切片结果表明突变体gamyb5的小孢子母细胞减数分裂异常,没有形成正常的四分体和小孢子,并且绒毡层异常伸长,其程序化死亡延迟。对以突变体gamyb5为母本,与野生型中恢8015和广亲和粳稻品种02428分别配制的杂交组合遗传分析表明,gamyb5突变性状受一个隐性核基因控制。利用gamyb5突变体和02428杂交的F2定位群体,最终将突变基因精细定位于第1染色体长臂的ZF-29和ZF-31两个标记之间,物理距离约16.9Kb。对该区域内2个完整的ORFs测序分析发现,编码受赤霉素诱导的MYB转录因子基因Os01g0812000的第二个外显子存在8个碱基的缺失,导致翻译提前终止。qRT-PCR检测到影响花药发育的调控因子UDT1、TDR、CYP703A3和CYP704B2的表达量在突变体中比野生型中极显著降低。进一步证明GAMYB在花药减数分裂和绒毡层程序化死亡过程中起关键作用。同样来自60Co-γ射线辐射诱变籼稻中恢8015突变体库的突变体cyp703a3-3花药瘦小呈白色透明无花粉,表现为雄性不育。扫描电镜观察到cyp703a3-3与野生型相比花药表皮皱缩,表皮角质脊之间形成不正常的网状结构,同时花药内表皮表面没有观察到明显的乌氏体存在,仅残存一些未知的小片段。花药半薄切片结果显示在stage10中小孢子并没有变成圆形和液泡化,反而绒毡层不正常伸长,并没有适时降解。随后小孢子逐渐降解,最终形成空的花粉囊腔,没有成熟花粉粒。遗传分析和精细定位发现,cyp703a3-3不育性状受一个单隐性核基因控制,位于第8染色体,最终将控制目的基因定位在S15-29和S15-30两个标记之间,物理距离约47.78Kb。测序发现是由CYP703A3的第一个外显子中有三个碱基缺失,引起移码突变,导致突变表型的出现。通过转基因互不验证,将野生型CYP703A3基因转入突变体中,突变表型得到恢复,说明CYP703A3就是目的基因,在水稻花药和花粉壁的发育过程中起重要作用。