类过敏反应（Hypersensitive Reaction Like,HRL）是指在没有病原菌侵染,植物叶片上随机、分散的出现黄色或褐色类坏死病斑的症状。大部分控制HRL性状的基因参与了细胞程序性死亡（Programmed Cell Death,PCD）且与植物的广谱抗病性相关联。对该类基因的研究和应用是防治植物病害最经济有效的途径之一,也是研究细胞死亡调控的一个有吸引力的切入点。本课题组先前的研究发现,小麦品系P7001的氮依赖类过敏反应由显性基因Ndhrl1控制,在施氮条件下不表现HRL表型且高感白粉病,在低氮条件下出现HRL表型,并高抗白粉病。Ndhrl1是小麦中首次报道的受氮素（Nitrogen,N）调控的类过敏反应基因。通过图位克隆方法将Ndhrl1定位于小麦2BS染色体13.5kb的区间内,该区间仅包含一个完整的基因。在此基础上,本研究开展了如下工作:1、以一对近等基因系1618HRL和1618non-HRL为材料,设计了氮素梯度×基因型的二因素实验。方差分析表明,Ndhrl1基因对小麦穗数和产量的影响不显著。在小麦全生育期内,研究了Ndhrl1基因在施氮后的表达模式,结果表明:Ndhrl1基因的表达从苗期到抽穗期逐渐增强,在孕穗期和抽穗期达到较高水平,且低氮处理能诱导Ndhrl1的表达。2、以不携带类过敏表型的小麦品种Bobwhite为转基因受体材料,开展了Ndhrl1的互补验证实验。两个T0代转基因植株均表现出典型的类过敏表型,台盼蓝染色及DAB染色结果表明,互补植株的HRL表型可能是活性氧的积累促使叶片发生细胞死亡导致的。这说明Ndhrl1介导了类过敏表型。3、结合中国春参考基因组序列,设计了 Ndhrl1的测序引物,发现该基因的编码区段在亲本间存在4个同义突变和2个错义突变,启动区存在3个变异位点。为了研究该基因编码区的变异是否与类过敏表型相关,我们构建了隐性ndhrl1的超表达载体,并通过农杆菌介导法开展了遗传转化实验。由于Ndhrl1的启动区存在3个变异位点,且Ndhrl1的表达在近等基因系间存在显著差异,这暗示启动区的变异可能与Ndhrl1的表达调控相关。为了研究启动区中调控Ndhrl1表达的功能位点,我们构建了包含不同变异位点及其组合的系列表达载体,PCR验证及测序结果表明,载体构建成功。4、为了研究Ndhrl1在不同遗传背景下的遗传稳定性,构建了以P7001为共同亲本的7个遗传群体。其中6个群体的F2植株表现为HRL:non-HRL=3:1的表型分离比,而P7001/Fielder群体的F1植株不表现HRL表型,且F2的表型分离比为HRL:non-HRL=1:3。同时,通过测序发现Fielder与P7001一样携带Ndhrl1基因。我们推测Fielder可能携带Ndhrl1的抑制基因。利用小麦55K单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）技术,将抑制基因Ihrl1定位于小麦2BS染色体5.63-12.91Mb的物理区间内。该基因与Ndhrl1紧密相连,可能通过抑制细胞死亡来抑制Ndhrl1介导的类过敏反应,并可能参与氮代谢或信号通路。本研究对氮依赖类过敏反应基因Ndhrl1进行了功能验证,对其抑制基因Ihrl1进行了初步定位,并阐明了两者之间的遗传关系。这些结果将有助于进一步揭示氮肥、类过敏反应与植物抗病性之间的关系。