摘要
水稻(OryzasativaL.)是我国最重要的粮食作物之一，因而培育高产优质抗病水稻品种对稳定社会安定具有重要意义。水稻生长发育常常受到温度、盐、干旱等非生物胁迫影响，此外生物胁迫如稻瘟病、白叶枯病和稻曲病等病害也对水稻生产构成威胁。水稻通过调节抗病基因调表达、细胞程序性死亡、ROS爆发等来应对这些危害，而开发具有广谱抗性的水稻品种是预防疾病最有效的策略之一。水稻类病斑突变体作为能自发在叶片上形成坏死损伤的一类突变体，对研究水稻抗病机理具有重要意义。 本研究通过EMS(ethylmethanesulfonate)诱变粳稻品种武运粳7号(WYG)获得了稳定遗传的类病斑突变体，将其命名为spl50(spottedleaf50)。通过对spl50突变体的表型、生理生化、基因克隆、抗病性等分析，初步了解了spl50类病斑表型产生的生理原因。主要结果如下： 1、spl50突变体的表型分析显示，该突变体的类病斑表型在分蘖期开始出现，到抽穗期变得更加明显。与野生型(WYG)相比，spl50突变体的株高、分蘖数、每穗粒数、结实率和千粒重等主要农艺性状显著降低。 2、生理生化分析表明，与野生型相比，spl50突变体中的叶绿素含量显著降低，CP47、D1等光合蛋白含量下降，光合速率显著较少，CAT活性显著下调。此外，H2O2、O2-以及MDA的含量均显著升高，POD和SOD活性显著上升。 3、遗传分析表明，spl50突变体的表型由单隐性核基因控制。图位克隆揭示SPL50基因编码一个β-catenin型armadillo(ARM)-重复蛋白，spl50中发生T/A单碱基替换，导致第188位的亮氨酸变为组氨酸。通过互补实验进一步证实了SPL50基因突变是造成spl50突变体表型的目标基因。 4、通过表达模式分析和GUS报告基因的组织化学信号表明，SPL50基因在根、茎、叶、鞘、穗中均有表达，且在叶片中表达最高。通过烟草和水稻原生质体瞬时表达研究，发现SPL50蛋白定位于细胞膜。 5、通过对spl50突变体的抗病性检测，发现相较于WYG，spl50突变体对稻瘟病的抗性增强以及防御相关基因的表达显著上调。 6、通过IP-MS(immunoprecipitation-massspectrometry)获得了一个潜在的互作蛋白IP-4，该蛋白编码一个40S核糖体蛋白亚基。并通过酵母双杂交实验(yeasttwo-hybrid,Y2H)、萤光素酶互补实验(luciferasecomplementationimaging,LCI)和免疫共沉淀实验(co-immunoprecipitation,Co-IP)初步验证了两者的相互作用。 综上所述，SPL50功能的丧失是该突变体细胞死亡、早衰和防御反应激活的原因。通过IP-MS和互作实验初步验证了SPL50和IP-4的相互作用，说明两者可能共同协调水稻的免疫机制。spl50突变体的鉴定为研究细胞程序性死亡和开发具有广谱抗性的水稻品种提供了种质资源。
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