类病斑是指植物在没有明显的逆境、机械损伤或病原体侵害时产生的坏死斑,与超敏反应（hypersensitivity reaction,HR）产生的坏死斑非常相似。类病斑突变体是一类研究防御反应机制、细胞程序性死亡（programmed cell death,PCD）的理想材料。此外,水稻叶片衰老是一个复杂且精细的过程,是叶片发育的最后阶段。众多因素参与调控水稻的类病斑和叶片衰老,包括温度、光照等外部环境因素以及自身各种信号网络。为了进一步揭示水稻类病斑和叶片衰老发生的分子机理,本研究通过60Coγ射线照射武育粳3号（WYJ3）得到一个水稻类病斑及早衰突变体,我们将其命名为lmpls9（lesion mimic and premature leaf senescence 9）。本论文在对突变体进行表型观察的基础上构建遗传群体,开展基因精细定位分析,取得以下研究结果:（1）高温能够促进lmpls9的类病斑和早衰的发生。突变体lmpls9在发芽后30天前（days after seeding,DAS）不出现类病斑和叶片衰老,与野生型表型无明显区别。在田间种植条件下,突变体在30 DAS左右开始出现类病斑表型,随后叶片的病斑周围逐渐褪绿,出现叶片衰老现象。在后续的整个发育周期,该表型持续存在。在成熟期,突变体lmpls9的叶尖完全衰老枯死,而同时期的野生型仍然保持绿色。此外,我们还发现相对于25℃,在35℃条件下的lmpls9的类病斑出现的时期明显提前。同时,在哈尔滨种植的突变体直到抽穗时仍未出现明显类病斑和叶片衰老,而同时期在金华种植的突变体的叶片已经出现严重类病斑和衰老表型。（2）LMPLS9调控叶片的叶绿体发育和光合能力。通过透射电镜观察水稻叶片的叶绿体超微结构,发现突变体lmpls9叶片中存在大量基粒堆叠紊乱的叶绿体,其淀粉粒、嗜锇颗粒较WYJ3大量增加。同时,我们发现lmpls9的叶绿素含量和最大光能转换效率（Fv/Fm）也显著降低。与之对应地,lmpls9的主要农艺性状包括有效分蘖数、穗粒数、千粒重均显著低于野生型。此外,lmpls9叶片在离体黑暗诱导实验中较WYJ3叶片黄化更明显。通过实时荧光定量PCR技术（quantitative real-time PCR,q RT-PCR）发现衰老相关基因（senescence-associated genes,SAGs）SGR、RCCR1、Os I57的表达在lmpls9中分别上调了6.2倍、2.2倍、2.3倍。这些结果表明LMPLS9的功能缺失影响了叶绿体发育和叶片光合能力,从而导致lmpls9叶片早衰,并造成lmpls9减产。（3）lmpls9叶片中活性氧（reactive oxygen species,ROS）积累。通过组织化学染色和定量检测,发现突变体lmpls9中的ROS含量显著高于野生型WYJ3。同时,发现突变体lmpls9中的过氧化物酶（peroxidase,POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase,GR）的活性比野生型WYJ3分别上升了7倍、1.4倍、1.8倍,表明突变体lmpls9积极地响应叶片中ROS的积累,但仍然不足以清除ROS。积累的ROS可能在lmpls9的叶片早衰过程中发挥着重要的作用。（4）lmpls9增强水稻防御反应。对WYJ3和lmpls9进行白叶枯病菌P6接种,21天后统计病斑长度,发现lmpls9突变体植株的抗病性显著强于WYJ3。对防御相关基因进行q RT-PCR检测,发现防御相关基因PBZ1、PO-C1的表达水平在lmpls9叶片中分别上调了8.9倍和1.94倍。这表明LMPLS9突变激活了防御信号,增强了水稻植株对白叶枯的抗病能力。（5）采用图位克隆的方法对lmpls9进行精细定位。将lmpls9与台中本地一号（TN1）进行杂交。遗传分析显示,杂交产生的F1均未出现类病斑和早衰,表明该性状由隐性基因控制。在F2群体中,呈现野生型表型与呈现lmpls9表型的水稻的数量符合典型的3:1比例,这说明lmpls9的表型是受一个隐性的核基因控制的。经过初步定位和精细定位,最终将基因位点限定在水稻9号染色体上分子标记ZR 667和ZR 659之间约128 kb的区间内。根据水稻基因组注释数据库Rice Genome Annotation Project（http://rice.plantbiology.msu.edu/index.sht ml）的注释,发现该基因组区域内存在23个可能的开放阅读框（open reading f-rames,ORFs）。通过Genevestigator软件对这些基因进行表达分析,挑选出了若干在叶片或衰老阶段高表达的基因作为lmpls9候选基因,以待后续验证。