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1.水稻胁迫相关基因LML1的克隆与功能研究类病斑突变体作为研究植物抵御外界生物胁迫的理想模型被大量发现。过去十几年的研究中,水稻中相继有将近200个类病斑突变体被发掘,克隆了约60个类病斑相关基因。即便如此,关于类病斑的形成机制依然十分模糊。本研究对重穗型杂交稻骨干亲本蜀恢498进行EMS诱变,筛选到一份类病斑叶突变体lml1（lesion mimic leaf1）,采用图位克隆的方法获得一个编码真核类释放因子ERF1（Eukaryotic release factor1）基因LML1,并从酵母、拟南芥等多个物种角度对候选基因开展功能研究,主要研究结论如下:1.1类病斑叶突变体lml1为扩散型类病斑突变体,其表型自三叶期叶鞘开始,随着生长发育逐步蔓延至整个植株,并受到外界光照和温度条件的诱导,农艺性状调查结果显示,突变体产量出现严重下降,同时叶片组织细胞学观察表明,lml1叶片中积累大量的活性氧并出现明显的细胞凋亡,最后导致严重的植株衰老;1.2遗传分析表明,类病斑表型受一对隐性基因控制,共分离分析候选基因为第4号染色体LOCOs04g56480,命名为LML1。序列分析表明,突变体lml1中该基因在保守结构域发生一个碱基替换（350位碱基G-T）导致一个氨基酸替换。同时,在粳稻日本晴背景下将LML1敲除后,转基因植株表现出更为严重的类病斑表型,而籼稻Kasalath背景下将该基因过表达则没有明显表型;1.3 LML1（LOCOs04g56480）编码一个水稻中的类真核释放因子,该基因在水稻全生育期表达,定位在内质网上,功能研究表明LML1在水稻、拟南芥和酵母中十分保守,对生物体生长发育进行具有重要作用;1.4与大多数类病斑突变体类似地,LML1突变后植株同样会表现出更强的白叶枯和稻瘟病抗性,表明LML1也通过未知途径参与水稻防御反应;1.5酵母和烟草中蛋白互作实验均表明,LML1可与水稻中真核类延伸因子SPL33之间发生互作,同时有报道显示spl33突变体表型与lml1十分类似,暗示了它们之间可能与酵母中存在类似的复合体机制行使功能。2.水稻胁迫相关基因EHY1的克隆与功能研究水稻作为高温短日照作物,其生长过程中更易受到高温胁迫影响。近年来,水稻中大量与高温耐受相关QTL位点和基因被陆续报道,但其调控网络仍然不清。本研究对重穗型杂交稻骨干亲本蜀恢527进行EMS诱变,从中筛选获得一个不耐高温突变体ehy1（simultaneously enhancing of heat tolerance and yield 1）,对该突变体进行基因定位克隆,并从分子生物学、生理生化和育种应用等多个角度对候选基因开展功能研究,主要研究结论如下:2.1通过多年田间温度和结实率数据观察分析发现,突变体ehy1结实率随当年抽穗开花期田间温度发生明显波动,并表现出明显的不耐高温表型,苗期高温处理的结果突变体的存活率显著低于野生型,表明该突变体苗期和抽穗期均不耐高温。此外,突变体其它农艺性状如株高、千粒重、穗长和穗粒数等性状均显著低于野生型;2.2遗传分析显示ehy1表型受到一对隐性单基因控制,共分离分析候选基因为6号染色体LOCOs06g36990,将其命名为EHY1,同时序列分析显示,突变体ehy1中该基因第1外显子上发生一个碱基替换（608位碱基G—A）导致一个甘氨酸（G）突变为天冬氨酸（D）。在Kasalath背景下将EHY1敲除后表型调查发现,完全丧失功能的株系表现出明显的苗期和抽穗期不耐热表型,上述其他农艺性状表现出更加严重的变化;2.3 EHY1（LOCOs06g36990）编码水稻中一个新的P4型ATP酶（磷脂翻转酶）,其中突变体ehy1在磷脂翻转酶序列保守位置发生单碱基替换,导致一个氨基酸改变,体外酶活实验检测结果显示,该保守位置氨基酸替换会带来EHY1蛋白酶活的严重降低,由此证实ehy1为弱功能突变体;2.4表达谱分析显示EHY1在水稻全生育期均有较高表达,其亚细胞定位于质膜,并且EHY1蛋白与分子伴侣蛋白Os ALIS4之间存在明显的互作关系;2.5突变体叶片中脂质组含量测定结果显示,ehy1突变体中磷脂酰胆碱（Phosphatidylcholine,PC）含量出现明显下调,酵母细胞中磷脂摄取实验和水稻内EHY1-IP蛋白复合体酶活测定结果均表明,PC是EHY1最可能的潜在转运底物;2.6 Kasalath及其敲除突变体EHY1-KO中钙离子浓度测定和丙二醛含量测定结果均表明,突变体中钙离子浓度和丙二醛含量的异常升高很有可能导致其胞内稳态环境失衡;2.7转基因实验表明,在Kasalath背景下过表达EHY1基因,表达量上调的转基因株系与野生型Kasalath相比耐热性得到明显提升,且带来分蘖增多、籽粒增大、穗粒数增加、单株产量增加、米质变优等优良表型,同时我们在33个现有水稻测序品种中对EHY1基因序列分析表明,其编码区保守变异较小,但启动子序列变异较大,结合基因表达量和启动子体外双荧光素酶系统检测表明,Kasalath/N22h和CG14为EHY1高表达型等位基因型,这些研究结论为进一步在水稻中挖掘EHY1育种应用潜力奠定理论基础。