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本实验利用γ射线辐照水稻品种“嘉浙B”种子，从其后代中选育了一个类病斑突变体“嘉浙LM”。为了阐明该突变体性状形成的遗传学和生物学基础，开展了突变基因克隆及其分子特征和功能的研究。主要结果如下: 1、确定了嘉浙B类病斑由CYP71A1基因突变造成。基因定位和敲除研究表明，该类病斑性状与前人报导的Sekiguchi类病斑属同一类突变，由色胺羟化酶基因（CYP71A1）的一个等位缺失突变引起。 2、类病斑突变破坏叶绿体结构、影响光合作用。突变体叶片细胞中叶绿体的结构紊乱，提早降解;病斑处的细胞凋亡可能与细胞内的活性氧含量显著升高有关。 3、CYP71A1基因在根部高度表达，突变影响根系发育，引起蛋白质组变化。利用CYP71A1启动子驱动GUS基因表达明确了该基因表达的组织特异性;5羟色胺含量检测和qPCR分析结果一致，发现根部该基因表达水平高，也是5羟色胺最富集的地方;CYP71A1基因突变会影响根系生长，同时改变蛋白质组学特征，在突变体根部有96个蛋白点的水平较野生型高出1.5倍，有79个点则表现出下调。在突变体中，一些糖酵解和多糖代谢相关的通路上的蛋白丰度发生了变化，同时发现其中的一些蛋白质点位于磷脂酰肌醇信号途径，有可能受到5羟色胺调控。 4、水稻5羟色胺合成受褐飞虱侵害诱导，而合成受阻可提高对褐飞虱的抗性。嘉浙LM对褐飞虱抗性显著高于野生型，包括选择性、产卵数、蜜露、存活率等指标。回补试验发现，5羟色胺是一个吸引褐飞虱的物质。褐飞虱侵害可导致CYP71A1基因表达上调，增强5羟色胺合成。 5、褐飞虱侵害水稻可同时增强水杨酸通路基因的表达，而高水平的SA可抑制CYP71A1的转录，表明褐飞虱诱导CYP71A1基因表达存在一条未知途径，而且与SA支路存在竞争。 本研究揭示了CYP71A1突变对根部生长影响的分子机制，同时发现了该基因突变可提高水稻对褐飞虱的抗性，揭示了以5羟色胺调控为核心的水稻抗褐飞虱的分子机制。