水稻花器官发育是一个复杂的生物学过程，其中有很多基因参与，任何一个基因发生功能性突变都会导致形成异常的花器官，最终无法正常结实。同时，水稻花器官决定水稻种子形成和产量，但是水稻花器官的遗传发育机制尚不清楚。上海交大张大兵教授研究团队多年来在水稻花器官遗传发育机理方面开展了系统的研究工作，先后克隆鉴定了控制水稻花器官分生组织的FLORAL ORGAN NUMBER4基因（Chu et al., Plant Physiology, 2006）、控制水稻内颖特征以及不对称性结构的基因RETARDED PALEA1 (Yuan et al., Plant Physiology, 2009)、 控制花序和花器官发育的基因OsMADS34 (Gao et al., Plant Physiology, 2009) 。
       
       张大兵研究团队通过对双突变体分析，研究了水稻花器官决定基因OsMADS3 (一个C类基因)、 OsMADS13 (一个D类基因)以及一个编码YABBY类转录因子DROOPING LEAF (DL)的遗传关系，证明OsMADS3可以和OsMADS13共同作用，调节心皮／胚珠以及分生组织的发育，OsMADS3和DL可以共同调节花分生组织的终止，另外，DL和OsMADS13在同一个途径调节心皮／胚珠以及分生组织的特征。从而提出了OsMADS3, DL以及 OsMADS13在调节水稻花器官发育中的新机制，成果发表于《Plant Physiology》（全文下载：http://www.plantphysiol.org/content/156/1/263.full.pdf+html）。

       
图1：OsMADS3, DL以及 OsMADS13在调节水稻花器官发育中的新机制（引自Li et al., Plant Physiology, 2011）。

 
       是一个属于AGL6类的古老的MADS-box 基因，广泛存在于裸子和被子植物中，但是其功能十分不清楚，张大兵团队证明了控制花器官和花分生组织特征的基因（Li et al., Cell Research, 2010）。通过遗传学等分析，张大兵团队最近又证明了作为一个重要的花器官发育基因，可以与SUPERWOMAN1/MADS16（B类基因）或OsMADS3（C基因）共同决定水稻小花的内三轮花器官的特性和花分生组织的决定。并可以与OsMADS13（D类基因）互作从而决定心皮／胚珠的发育，并与DROOPING LEAF互作控制内稃的发育。另外，在花器官早期发育中调节B, C和E类基因的表达，从而影响花器官的发育，该项工作进一步完善了水稻花器官发育的ABCDE模型 （图2）。该研究成果发表在《植物细胞》（Li et al., The Plant Cell, 2011）（全文下载：http://www.plantcell.org/content/early/2011/07/22/tpc.111.087262.full.pdf+html）

       图2： 水稻花器官发育的遗传模型（引自Li et al., The Plant Cell, 2011）