植物类病斑（Lesion Mimic,LM）与过敏性反应（Hypersensitive Response,HR）产生的坏死斑相似,且多数类病斑突变体都增强了对病原菌的抗性。分离并鉴定控制类病斑表型的向新基因可能为培育抗病品种提供候选基因资源,也有助于解析参与细胞程序性死亡（Programmed cell death,PCD）的新机制。作者在T-DNA转化粳稻品种爱知旭的后代中获得了一个类病斑插入突变体,命名为spl-D。在大田或者温室长日照（14h光照/10h黑暗）条件下,spl-D与野生型生长明显差异,而在抽穗期后下部老叶开始出现褐色坏死斑并逐渐扩展至叶鞘及上部新叶,最终导致全株枯死;温室短日照（10h光照/14h黑暗）条件下,spl-D生长至五叶期下部叶片便出现类病斑且一直持续到成熟期。遮光处理实验表明黑暗能够促进spl-D叶片出现坏死斑。DAB染色结果表明spl-D叶片的类病斑周围积累了大量的H2O2。接种实验发现,spl-D对稻瘟病和白叶枯病的抗性显著增强。qRT-PCR分析显示:spl-D 中 PR1a,PR1b,PR2,PR3,PR5,PR8,PR9,PR10,NH1,WRKY45,WRKY62 以及AOS2等防卫相关基因的表达量均发生了上调,暗示突变基因参与了 SA和JA介导的防卫反应。遗传共分离分析表明spl-D是一个T-DNA单拷贝插入的显性类病斑突变体。作者通过TAIL-PCR获得了spl-D中T-DNA的侧翼序列,经测序比对发现T-DNA位于LOCOs11g40590基因上游,qRT-PCR分析显示LOCOs11g40590基因的表达量相较野生型上调了约5倍。LOCOs11g40590基因编码的蛋白C端包含一个独特的7个富含甘氨酸的重复区,因此将其命名为OsGRDP1（Glycin-Rich Domain Protein 1）。在野生型爱知旭中超表达OsGRDP1发现转基因植株表现出了与spl-D相似的类病斑表型,说明了T-DNA的插入引起OsGRDP1表达上调从而导致spl-D产生坏死斑。OsGRDP1在各个组织中均有表达,是一个组成型表达的基因。转录组分析发现OsGRDP1参与调控水稻次生物质代谢、响应胁迫、细胞死亡以及蛋白激酶活性等进程。亚细胞定位结果表明OsGRDP1是一个细胞膜相关的蛋白。筛选水稻cDNA酵母文库显示一个天冬氨酸蛋白酶OsAP25能够与OsGRDP1发生互作,酵母双杂交结果表明OsAP25只与OsGRDP1全长互作。进一步分析表明:与野生型爱知旭相比,突变体spl-D中总天冬氨酸蛋白酶活性升高;Pepstain A可以抑制spl-D叶片中天冬氨酸蛋白酶活性,并减缓类病斑的扩展速度。因此推测总天冬氨酸蛋白酶活性的升高可能是由OsAP25的活性增强引起的,最终促进spl-D产生坏死斑。为进一步证明OsDRDP1调控植物抗病性的分子遗传机制,作者构建了 OsDRDP1基因的RNAi植株,同时利用CRISPR/cas9技术在spl-D中敲除OsAP25基因并获得了转基因株系,现正在进行后代检测和表型鉴定。以上结果表明OsGRDP1是一个调控类病斑形成的新基因,该基因的过量表达可促进水稻的细胞死亡并激活防卫信号途径,从而增强了水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性。研究结果为解析水稻类病斑的形成机制提供了新的证据。此外,进一步深入解析OsGRDP1基因表达量与抗病性及农艺性状间的数量关系,将可为培育抗性品种提供理论和技术基础。