类过敏反应(hypersensitive reaction like,HRL)是指植物在没有受到病原菌的侵染也没有受到逆境条件或损伤的情况下,在植物组织上自发地形成类似坏死病斑的症状。很多类过敏反应的发生可以使植物获得持久广谱的抗病能力,对同一病原菌不同的生理小种或不同的病原菌都具有抗病性,对该类抗性基因的研究和应用是防治植物病害最直接有效和最经济环保的方法。有些类过敏反应的发生会受到光照、湿度和氮肥等的影响,本课题组先前报道的小麦品系P7001携带氮依赖类过敏反应基因Ndhrl1,在低氮条件下表现出类过敏表型,同时高抗白粉病,而在高氮条件下,P7001的类过敏表型消失,表现出高感白粉病。对这一氮依赖类过敏反应的深入研究可以解析氮素是如何调控类过敏反应进而影响植物抗病性的机制。由于小麦基因组巨大且包含三个部分同源的染色体组,使得小麦基因定位极其困难,目前在小麦的相关研究报道中还没有发现相关基因精细定位和克隆的报道,同时在模式作物中也未有氮素是如何精细调控植物抗病性的报道。本研究通过对小麦品系P7001生理生化特性的研究发现:Ndhrl1基因杂合型的植株的类病斑的发生程度处于Ndhrl1基因纯合型的植株和非类过敏反应植株之间;在P7001“类病斑”处的细胞中发现其细胞叶绿体的基粒片层结构发生紊乱,呈现出空泡化的趋势;通过台盼蓝染色和DAB染色发现P7001“类病斑”处发生细胞程序性死亡,并存在H2O2的积累。在Ndhrl1初步定位的基础上,本研究对Ndhrl1进行了精细定位和克隆,将其定位于小麦2BS染色体上分子标记R07549和V1lnD42之间,物理距离13.5kb,该区间包含两个基因;表达模式分析发现,ORF2在P7001中的表达量明显高于P216,且响应氮处理,这暗示ORF2为调控该性状的目的基因。目前已构建相关载体,正在进行ORF2的转基因功能验证。精细定位和克隆Ndhrl1基因、解析其对氮素的响应机制和其影响抗病性的作用机理有助于研究氮肥、类过敏反应和植物抗病性之间三者的关系,预期结果对探索如何维持施氮水平和植物抗病性之间的平衡有帮助,最终有利于粮食安全和食品安全。