衰老是叶片发育的最后一个阶段,是一个复杂且受遗传高度调控的过程,涉及细胞、组织、器官到生物体水平的一系列协调作用。水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的谷类作物之一,叶片衰老的调控对稻米产量及品质性状有着重要影响。本研究中,我们通过EMS诱变粳稻品种日本晴(Nipponbare)获得了一个早衰叶尖枯突变体lsn5,通过对该突变体进行表型分析,生理学指标测定,遗传分析等,获得了如下结果:1、突变体lsn5最明显且稳定的表型为叶片早衰,从三叶期开始突变体表现出叶片早衰,叶尖枯萎,且随着叶龄的增大衰老表型越明显。同时突变体的其它农艺性状也发生变化,主要表现为株高降低,分蘖数减少,抽穗延迟,二次枝梗数减少,结实率下降等。2、突变体lsn5叶绿素含量下降,主要表现为前期叶绿素a和类胡萝卜素的大量降解,叶绿素b在衰老后期大量降解。3、叶绿素的降解导致了突变体lsn5光合速率下降,主要表现为净光合速率下降,胞间二氧化碳浓度上升,蒸腾速率上升。4、光合速率的下降,特别是灌浆期,会影响水稻籽粒中营养物质的积累,导致灌浆不充实。在不影响籽粒长宽的情况下,籽粒厚度下降,导致了千粒重的降低。5、通过透射电镜观察叶绿体发现,lsn5叶绿体中类囊体垛叠松散,不能形成完整的基粒。同时叶绿体内存在噬锇颗粒及淀粉粒的积累,表明叶绿体活性氧的积累。6、通过扫描电镜及指甲油印模法观察气孔发现,lsn5中叶片气孔闭合异常,处于闭合和半开放状态的气孔数明显减少。7、通过衰老生理指标的染色同样发现lsn5突变体中活性氧的积累,并且电解质渗透率升高,表明突变体衰老程度较野生型严重。8、突变体lsn5中活性氧清除相关酶,酶活下降,LSN5的突变改变了衰老相关基因及活性氧清除相关基因的表达,表明LSN5参与叶片衰老的调控。9、通过对突变体lsn5进行杂交配组分析发现,lsn5突变体受隐性单基因控制;通过图位克隆的方法,我们最终将LSN5定位于第5染色体上43.6 kb的区间内。同时,本研究利用业已基因组测序的134份种质资源,结合水稻不同生育期叶绿素的变化,使用全基因组关联分析的方法,进一步分析了水稻叶片衰老的遗传调控机制。通过关联分析我们分别鉴定得到3,2,1个与移栽后40 d,抽穗后10 d,抽穗后20 d叶绿素含量有关的显著性位点。同样,分别关联得到1,8个与生长指数和衰老指数相关的显著性位点。