温度敏感突变是水稻中比较常见的一种突变类型,该突变表型明显且通常自苗期就会呈现出来。近年来,针对水稻温度敏感突变已开展了比较广泛且深入的研究,但是对于高温致死表型的研究却不多,相关生理机制和调控通路仍有待进一步探索。突变体htcd1是由籼型水稻保持系西农1B经甲基磺酸乙酯（EMS）化学诱导突变而来的一个稳定遗传的高温敏感致死突变体。本研究以野生型水稻西农1B为对照,对突变体进行了分期播种,进而进行形态学鉴定、农艺性状考察、温度梯度处理与观察分析、组织化学分析、生理生化指标测定、光合相关指标测定及分析、透射电镜观察、叶绿体荧光显微镜观察等一系列的研究,并利用分子标记和变异测序对控制该突变体性状的基因进行了精细定位与基因锁定。主要研究结果如下:1.表型特征观察早期播种的突变体htcd1因在较适宜温度条件下,可以完成生长、发育、结实等生育进程;迟播的突变体htcd1因遇高温的生长时期不同,受影响的程度不同,表现为愈晚播种愈受高温严重影响,且受高温影响的表型愈早出现,甚至无法正常生长发育结实。特别是后期高温天气播种时突变体htcd1与野生型一样可以萌发成苗,但二叶期后无法正常生长发育,持续高温下生长停滞,并迅速黄化枯死。突变体htcd1在持续高温条件下的高温敏感表型特征为,植株依从下往上叶序逐次叶远端黄化、叶片大部黄化并伴随枯死,直至整株枯死。2.主要农艺性状考察早期播种的突变体htcd1因未受持续高温严重影响能生长发育和结实,单株分蘖数、单株有效穗数与野生型相差不显著,但其株高、穗长、每穗实粒数、结实率、千粒重、单株产量均较野生型显著或极显著降低;迟播的突变体htcd1因受到持续高温严重影响,呈现播期愈晚,株高、单株分蘖力下降愈严重,无法正常结实或灌浆,甚至无法孕穗。3.苗期温度处理突变体htcd1在低温（18℃）时的生长较野生型略显缓慢,在适宜温度（20～30℃）条件下,与野生型一样正常生长发育,但在高温（32～42℃）时,与野生型相比,生长减慢、枯黄甚至枯死,并与高温处理时间密切相关,这说明突变体htcd1的高温耐受临界值为32℃。4.组织化学分析台盼蓝染色结果显示,野生型水稻叶片未被染上深蓝色,而突变体htcd1叶片枯黄和枯死部分均被染上了深蓝色。DAB染色结果显示,野生型水稻叶片未残留棕褐色物质,而突变体htcd1叶片枯黄及枯死部分均残留棕褐色沉淀物。这些结果表明高温胁迫下突变体htcd1叶片枯黄和枯死部分的细胞死亡,并较野生型有更多的H2O2积累。5.生理生化指标测定与分析与野生型相比,突变体htcd1叶片的过氧化物酶、过氧化氢酶、总超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性极显著降低,叶片内过氧化氢、羟自由基、超氧阴离子等活性氧含量极显著增加。据此推测,高温胁迫下,突变体htcd1叶片内抗氧化酶活性降低,导致其清除活性氧的能力下降,进而导致了活性氧的大量积累。高温胁迫下,突变体htcd1中MDA含量和游离Pro含量分别显著和极显著高于野生型,表明高温导致了突变体htcd1的膜脂过氧化和相关蛋白质降解。6.光合色素含量测定及光合效率参数比较分析各生育期（分蘖期、抽穗期、灌浆期、成熟期）突变体htcd1的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量以及叶绿素a与叶绿素b含量比值均显著或极显著低于同等高温胁迫条件下的野生型。通过对各不同生育期（分蘖期、抽穗期和灌浆期）光合特性的分析发现,突变体htcd1叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均极显著低于同等高温胁迫条件下的野生型。7.叶绿体自发荧光观察冷冻切片观察结果显示,在自然光下,野生型叶片横切面为均匀的深绿色,而突变体htcd1则显示出较浅的绿色;通过荧光显微镜观察显示,突变体htcd1叶片横切面的红色荧光较野生型而言明显更暗,这一结果表明高温胁迫导致了突变体htcd1叶肉细胞内叶绿素降解或被破坏。8.叶肉细胞超微结构观察通过透射电镜观察高温胁迫下野生型与突变体htcd1叶肉细胞超微结构,结果显示,野生型叶绿体结构完整,类囊体片层排列整齐紧密,并且存在少量个头较小的嗜锇颗粒和淀粉颗粒;而突变体htcd1叶肉细胞中叶绿体结构严重异常,观察不到完好的类囊体片层和淀粉颗粒,并且嗜锇颗粒的数量较多、个头较大,直观地表明高温环境破坏了突变体htcd1叶肉细胞中叶绿体的结构。9.遗传分析和基因定位遗传分析表明高温致死水稻突变体htcd1的表型受一对隐性核基因控制。分子定位将突变基因htcd1定位于第九染色体长臂末端约359Kb的区间范围内。10.变异测序和基因锁定候选基因分析和变异测序结果显示,突变基因为LOC＿Os09g29630,这是一个未被克隆研究的新基因,该突变为基因编码区第6个内含子内第2个碱基由T到A的替换突变,由于该位点的突变,可能会使该基因转录后m RNA的剪接过程受到影响,进而影响相关蛋白表达,使其失去对高温逆境得抗性。