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稻瘟病由子囊菌亚门真菌Magnaporthe oryzae所致,是水稻上最严重的病害之一,也是限制水稻高产稳产的重要因素。水稻抗病基因（Resistance gene,R）可有效控制稻瘟病的发生。Pi-ta是水稻中已克隆的单拷贝抗稻瘟病基因。它位于水稻第12号染色体着丝点附近,编码一个CC-NBS-LRR蛋白,可在细胞内识别M.orzyea中相应的AVR-Pita,并激活抗病信号通路。Pi-ta蛋白918位点的单个氨基酸决定其对AVR-Pita的识别特异性。本试验利用栽培稻和野生稻材料,研究了Pi-ta基因的结构和功能特性;精细定位了一个Pi-ta介导的抗病信号转导途径中的基因Ptr（t）。主要结果总结如下:1、研究了稻属亚洲栽培稻（Oryza.Sativa L）,非洲栽培稻（O.glaberrimaSteud.）,普通野生稻（O.rufipogon Griff.）,尼古拉野生稻（O.nivara）,巴蒂野生稻（O.bathii A.Chev.）,药用野生稻（O.officinalis Wall.）,高杆野生稻（O.altaSwallen）,阔叶野生稻（O.latifolia Desv.）和O.glumaepatila 54份材料中Pi-ta基因的序列多态性。Pi-ta基因在水稻CCDD基因组O.alta,O.latifolia和O.glumaepatila中变异程度较高,无法得到它在这些物种里的全长序列。在水稻AA基因组Oryza.sativa,O.glaberrima,O.rufipogon,O.nivara,O.bathii和CC基因组O.officinalis中,Pi-ta基因在系统发育树上分化成2个分支,由1条原始的Pi-ta DNA序列（GenBank AF207842）和15条Pi-ta变异体组成。它们之间DNA序列的相似性为91.9%-99.9%。在Pi-ta基因内,共鉴定出了105个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism）位点和21个Indel位点。其中,内含子区段中的DNA多态性显著高于外显子。Pi-ta基因在O.sativa群体内的π值为0.00345。2、Pi-ta基因为组成性表达。15个Pi-ta变异体可翻译成9种Pi-ta变异蛋白。Pi-ta蛋白三维结构图显示,丙氨酸-918位点可形成β折叠,而丝氨酸-918则形成α螺旋。利用接种试验研究Pi-ta变异体与抗病之间的关系,结果表明携带丙氨酸-918的Pi-ta可对携带AVR-Pita的稻瘟病生理小种产生抗性,而携带丝氨酸-918的变异体则不具有上述功能。3、利用Pi-ta-Indel分子标记并通过对Pi-ta LRD功能结构域和内含子的测序,从美国农业部1790份水稻核心种质资源中,鉴定了164份含有Pi-ta R（Pi-taresistance allele）的水稻材料。这些材料来自于非洲,亚洲,南、中、北美洲,欧洲,南、北太平洋洲,印度亚大陆等的56个国家和地区。利用分布于水稻12条染色体上的46对SSR引物研究上述材料遗传多态性,结果表明这些材料可分化成遗传距离较远的7个分支,说明Pi-ta存在于遗传背景较为丰富的种质资源中。接种试验表明,75份材料的抗性由Pi-ta R决定。此外,本实验还鉴定了83份材料含有除Pi-ta外的R基因,它们可与致病性较强的稻瘟病生理小种IE-1k发生非亲和反应。这些材料不仅可用于鉴定未知的R基因,还可推动稻瘟病的抗病育种工作。4、Ptr（t）基因在水稻中参与Pi-ta介导的抗病信号转导过程。试验中发现了4个Ptr（t）基因的自发突变体Amane,Hatadawee,Patchaiperumal和Nema。利用Amane/Katy的F2群体,将Ptr（t）精细定位在水稻第12号染色体XW249/250与XW195/196之间50kb的范围内。