植物类病变(lesion resembling disease, LRD)是指植物在没有受到任何明显逆境胁迫、物理损伤或病原物侵害的情况下,自发地形成类似于某种病原物侵染后产生的坏死斑的现象。大量的研究表明,类病变突变体是研究植物PCD途径以及植物抗病反应机制的有力工具。植物类病变突变体的鉴定以及类病变基因的克隆及功能分析将为解析植物PCD的调控途径或植物抗病反应机制提供重要的理论依据。目前,水稻中已报道了近200份类病变突变体,其中大多数突变体的类病变性状是受单隐性核基因控制的,少数的则由单显性核基因或双隐性核基因控制。据统计,目前已被定位的类病变相关基因有76个,已被克隆的有18个。本研究以一个从蜀恢498(R498)的EMS诱变突变体库中筛选出的水稻类病变突变体a344为实验材料。主要研究结果如下：1、a344的显著特征是：从分蘖初期开始,突变体的老叶由叶鞘往叶尖、新叶由叶尖向叶基部逐渐扩散产生红褐色的斑点,随着植株的生长发育,褐斑的形成逐渐加剧且颜色变深,最终覆盖植株的整个地上部分。2、农艺性状考察及考种数据分析发现：相较于野生型R498,突变体a344的株高显著降低,穗长显著变短,一次枝梗数、二次枝梗数显著减少,粒长、粒宽、千粒重、结实率均表现出显著的降低。3、植株叶片的台盼蓝染色与DAB染色结果表明突变体a344类病斑的产生与植物PCD以及H202的沉积有关；叶片的遮光处理发现,突变体a344类病斑的形成受自然光诱导。4、植株各时期的光合色素含量测定结果显示,自从分蘖期突变体a344出现类病斑后,其叶片中各种光合色素含量相较于野生型R498都极显著下降。并且,a344在齐穗期的光合速率也极显著的低于R498。5、通过田间接种白叶枯病强致病生理小种PX099发现突变体a344相较于野生型R498其白叶枯病抗性得到了明显的提高；而在苗期接种对于R498表现为非亲和性的稻瘟病生理小种,a344却表现出对其中两个生理小种DJ089-1和D7感病。其抗性机理还有待进一步的研究。6、透射电镜观察发现,a344叶肉细胞中叶绿体的形态较为不规则,部分叶绿体内部结构十分模糊,淀粉粒减少,并出现大量的嗜锇颗粒,由此说明a344的突变导致其叶肉细胞的叶绿体发育异常。7、遗传分析表明突变体a344的表型受单隐性核基因控制的。利用图位克隆法将a344基因初定位到4号染色体的长臂端,与两个SSR标记RM5478与RM1112紧密连锁,遗传距离分别为1.5cM与1.3cM；利用Indel标记将a344最终定位在46kb的区段内,该区段预测有7个开放阅读框(ORFs)。目前,该区域未有已被克隆的类病变基因,因此推测a344很可能是一个新的水稻类病变基因。8、基因序列比对结果显示：突变体在定位区间内的一个候选基因LOC_Os04g56480的第五个外显子上发生了一个碱基的替换(G->T),导致其编码蛋白的一个氨基酸发生了改变(W->L)。共分离检测结果显示该突变位点与突变体类病变表型是共分离的,因此,推测该突变位点很可能是导致突变体产出类病变表型的原因。突变体a344的表型鉴定与基因的精细定位将为下一步目的基因的克隆,基因功能解析以及类病变形成机制的研究提供有力的证据。