本发明公开一种水稻胚乳发育相关基因OsTML及其编码蛋白质和应用，本发明提供的基因OsTML，为如下1)或2)或3)或4)所述的DNA分子：1)SEQ ID NO.1所示的DNA分子；2)SEQ ID NO.2所示的DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白的DNA分子；4)与1)或2)或3)限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码植物胚乳发育相关蛋白的DNA分子。本发明还提供所述基因编码的蛋白质，所述蛋白影响植物胚乳的发育，将所述蛋白的编码基因导入胚乳发育异常的植物中，可以培育胚乳发育正常的转基因植物。所述蛋白及其编码基因可以应用于植物遗传改良。