叶色突变是影响水稻产量的一个关键因子,其中类病斑的研究也十分重要。在没有受到明显的虫害、逆境胁迫、机械损伤或病原物等的侵害下的正常环境生长中的植物，坏死斑在叶片上自发的产生的现象称为类病斑。在表型上，植物因受到病原菌侵害下所产生的真正病斑与其斑点类似，故将其称为类病斑。植物类病斑是目前生物化学、植物生理学、分子遗传学以及分子生物学等诸多领域的一个研究热点。其发生机理和相关的一些重要代谢途径对阐明植物细胞程序性死亡、植物抗逆性以及抗病防御系统等具有重要意义。水稻作为重要的粮食作物之一，其类病斑研究更具有巨大的理论价值和潜在的应用价值。本研究为对一个水稻类病斑突变体的基因初定位结果。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1 材料与方法 3
1.1 植物材料与生长条件 3
1.2 类病斑基因的初定位 3
1.2.1 类病斑基因的遗传分析 3
1.2.2 水稻叶片DNA的提取 3
1.2.3 PCR反应 3
1.2.4 PCR产物的检测 3
1.3.5 标记的筛选 4
2 结果与分析 4
2.1 叶色突变体的表型描述 4
2.2 叶色突变体的遗传分析 5
2.3 类病斑基因的初定位 5
3 讨论与结论 6
3.1 本实验现阶段可进行的后续实验 6
3.1.1 设计新标记 6
3.1.2 候选基因预测 6
3.1.3 相关基因蛋白的亚细胞定位 6
3.1.4 同源蛋白比对和进化分析 6
3.1.5 基因的敲除载体构建和过表达载体构建 6
3.2 结论 6
致谢 7
参考文献： 8
附录 9
图1 野生型和突变体的表型特征 4
图2 部分初连锁图 5
图3 水稻类病斑基因的初连锁 6
Fig 1 Phenotypic characteristics of the wi *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
ldtype（WT）and mutant 4
Fig 2 The preliminary lingkage map 5
Fig 3 The initial linkage of rice lesion genes 6
表1 F2群体中突变体遗传分析 5
Tab1 Genetic analysis of the mutants in F2 populations 5
一个水稻类病斑突变体基因的初定位
引言
类病斑突变体（lesion mimic mutant, LMM）是一类在没有逆境胁迫、损伤或病虫害侵袭的情况下，在叶片或茎杆等部位自发出现细胞坏死损伤的突变体。它们的表型通常与植物受到病原体侵害而产的病斑相似，故称为类病斑。在植物与病原体抗争过程中，植物的过敏性反应（hypersensitive response,HR）和细胞程序性死亡途径（programmed cell death, PCD）会被激发，产生相应的坏死斑。许多植物类病斑突变体对一种甚至多种病原体表现出不同程度的抗性，因此对植物类病斑的研究还有助于发现优良的广谱抗病基因，对于育种和商业化应用等工作有所裨益，有潜在的应用价值。水稻作为重要的粮食作物之一，并且基因组测序工作已经完成，其类病斑研究更是取得了较大的成就。
植物的类病斑具有千差万别的表型，出现的表型也具有较强的时间特点，成型原因多样。本文未对水稻类病斑的分子机制进行试验和研究，但对于植物生理生化途径的补充和相关领域的研究，搞清楚类病斑形成的原因具有深远重大的意义，根据最近年来的研究，对归纳出来该基因可能会植物类病斑形成的机制进行讨论，大致类型如下：
该基因突变可能导致叶绿素或其他色素代谢时出现的障碍，叶绿素作为主要色素参与光合作用，其含量的多少以及与类胡萝卜素等相关细胞色素的比例也对植物外观的正常与否起到重要作用,一旦叶绿素合成、降解途径受到阻碍或出现故障，就会大大增加类病斑发生的概率。例如玉米类病斑突变体Les22的表型控制基因基因编码产物是尿叶琳脱梭酶(UROD)，此酶在调控绿素合成过程中十分关键，突变体中突变的基因，使UROD活性的下降十分显著，尿叶琳原Ⅲ大量积累（反应底物），该底物在又会在有光时对ROS的产生进行催化，进而使植株出现类病斑[3]。同样，如果叶绿素的降解过程受到阻碍，也会出现类病斑表型，在拟南芥中有两个此类突变体，ACD1负责对脱镁叶绿酸加氧酶的编码[2]，ACD2是一个叶绿素代谢降解还原酶基因[4]，两类酶二者均是叶绿素的降解过程中起到重要作用。
该基因表达量或其自身结构发生改变会影响抗病性，抗病基因本身的结构发生变化可能导致编码产物部分丧失甚至全部功能丧失，从而引起抗病性的降低，代谢途径如影响抗病性的途径发生改变，就可能发生病变。同样，类病斑也会因为调节抗病基因的重要作用因子的变化而出现。玉米的坏死斑点会因为其抗锈病基因RPL的突变而出现[5]，而番茄也会因为抗病基因Pto的过表达出现局部细胞的坏死[6]。水稻类病斑突变体spl7的控制基因是对一个热击蛋白进行编码，起到抗高温胁迫的作用，可以将水稻的耐热性提高，突变后的突变基因，就会导致类病斑的产生[7]。
如果该基因影响细胞的程序性死亡（PCD）缺陷或失控，通常整个细胞乃至植物体生活史中是存在严格限制的细胞程序性死亡的。正常细胞会因为PCD缺陷甚至失控而出现死亡的现象，这类坏死斑的出现就是因为某一区域中细胞整体的出现死亡。如LSD1基因的编码产物是一个在植物抗病以及细胞死亡途径中起负调控作用的锌指蛋白 [8]，使突变体的抗病性较正常植株得以增强。水稻类病斑突变体spl11控制基因的表达产物具有泛素连接酶的活性，该产物细胞程序性死亡，其突变体具有一定抗稻瘟病的能力[9]。
一些重要代谢通路中的蛋白活性会因为基因突变而发生改变，进而影响相关的重要代谢反应，同时会改变细胞的生理生化状态，甚至会引起细胞死亡。属于此类情况的有拟南芥mod突变体，该突变基因对烯酞基酸基载体蛋白还原酶进行编码，该酶对脂肪酸生物合成代谢起到关键作用。酶活性的大幅下降也会因为突变导致，突变体的生长由于脂肪合的成量不足受到影响，最终会导致突变体出现类病斑坏死表型[10]；其他的还有很多，例如，类病斑的出现也会由ACD5脂肪激酶的变化引起[11]；编码钙调磷脂结合蛋白的 BON1突变后表现出坏斑[12]；负责硬脂酰ACP饱和酶的SSI2，其突变体会表现出类HR病斑[13]；控制脂转运蛋白的基因ACD11突变后会导致萎黄病斑的出现[14]。在水稻中，Sekiguchi损伤的增强引发可由单胺氧化酶和色氨酸脱梭酶活性引起 [15]。

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