叶片是水稻进行光合作用的主要场所,叶片的正常生长发育对水稻产量形成至关重要,因此克隆叶片发育相关的基因,解析叶片枯萎的分子调控机制,对挖掘水稻产量潜能具有重要意义。本研究的试验材料是一份表型为叶尖枯萎的突变体,将其命名为tlw-CLJ(Tip Leaf Wither-Changlijing)。对tlw-CLJ进行了白叶枯病抗性鉴定、遗传分析、基因定位、克隆以及功能验证等研究,主要研究结果如下:突变体tlw-CLJ在分蘖期叶尖出现黄褐色枯萎,至抽穗期叶尖产生2-3 cm枯萎,并一直持续到水稻成熟。对突变体tlw-CLJ与野生型CLJ进行透射电镜观察,发现叶绿体结构均呈现规则的纺锤体形态。DAB染色证明叶尖枯萎部位有活性氧积累,推测叶尖枯萎是发生细胞程序性死亡(PCD)导致,而不是水稻衰老造成。白叶枯病菌的抗性鉴定结果表明,tlw-CLJ对CR1、CR4、PX096 3个生理小种的抗性均显著性提高,基因定量分析结果发现防卫相关基因Os PR1a、Os PR1b、JAZ1、PR5在tlw-CLJ中被激活上调表达。遗传分析表明突变体tlw-CLJ受一个单隐性核基因控制。通过图位克隆的方法将该突变体基因精细定位于1号染色体断臂标记YJK28和YSSR41之间,物理距离为169 kb。测序与序列比对后发现候选基因LOC-Os01g19170在第一内含子与第一外显子衔接处发生突变(G-A),导致内含子剪切过程中第一外显子末端的28 bp被错误切除,由此造成的移码突变最终致使该基因翻译提前终止。该候选基因编码一个多聚半乳糖醛酸酶(PG),将其命名为Os PG1。在tlw-CLJ景下转入野生型Os PG1全长片段后突变体叶尖枯表型得以完全恢复,同时,利用CRISPR/Cas9系统分别在CLJ及空育131背景下敲除Os PG1后获得的阳性突变植株均呈现出叶尖枯表型,表明tlw-CLJ叶尖枯表型是由Os PG1功能缺失突变引起。Os PG1在各个组织部位均有表达,但在叶和幼穗中的表达量较高。