植株衰老是一个高度复杂且有序的过程,涉及大规模衰老相关基因的表达,对植物的生长和发育至关重要。植株过早衰老会对作物的产量产生重大的负面影响。研究植株衰老相关基因,探究其调控分子机理,对改善作物的光合作用物质积累,提高作物产量意义深远。本实验室前期从水稻品种CW312鉴定了一个早衰自发突变体ospse1-CW312,通过图位克隆,将相应的突变基因定位在1号染色体上,发现在定位区间内,一个编码含果胶裂解酶结构域的基因OsPSE1发生单碱基缺失。将野生型基因OsPSE1导入到该突变体,能实现其功能互补,恢复正常生长,从而证明突变体早衰是由OsPSE1发生单碱基缺失引起的。但OsPSE1调控植株早衰的分子机理并不清楚。为了探究该基因调控植株早衰的分子机理,本研究从遗传功能、时空表达和生化功能三个方面对OsPSE1进行相关的深入研究,获得主要结果如下:（1）将OsPSE1:GFP融合基因稳定转化自发突变体ospse1-CW312,发现OsPSE1:GFP过量表达植株不仅能够恢复正常的生长,而且叶片发生持绿现象,从而延缓植株的衰老。以OsPSE1:GFP稳定表达转基因植株的根、叶片及叶鞘为材料,进行组织表达水平观察。结果显示,OsPSE1:GFP在根、叶鞘、叶片中都有表达,并且主要在根部分生组织处积累。（2）利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对粳稻中花11（ZH11）OsPSE1进行功能敲除。发现OsPSE1功能敲除植株在生殖生长时期较ZH11植株提早出现了衰老现象,证明OsPSE1确实是水稻植株早衰的关键基因。（3）qRT-PCR分析结果显示,OsPSE1基因在野生型植株CW312和突变体ospse1-CW312的根、茎、叶、小穗中都有表达,且野生型植株的表达量均高于突变体。同时,该基因在根部的表达量最高。（4）构建了4个亚细胞定位瞬时表达载体,通过PEG/Ca介导的方法转染水稻原生质体,并对GFP融合蛋白进行观察。结果显示,GFP:OsPSE1、ospse1:GFP、GFP:ospse1融合蛋白都定位在细胞核和细胞质中,但OsPSE1:GFP融合蛋白在细胞质中有散点的GFP荧光信号,定位模式存在差异;（5）通过构建MBP融合蛋白MBP:OsPSE1、MBP:ospse1、MBP:OsPSE1^D158A,R236A原核表达载体,表达、分离及纯化相关融合蛋白,进行果胶裂解酶活性的定性和定量检测。结果显示,野生型MBP:OsPSE1具有果胶裂解酶活性,突变体MBP:ospse1酶活性要低于MBP:OsPSE1,而酶活性区域关键位点突变体MBP:OsPSE1^D158A,R236A则无果胶裂解酶活性。本研究通过多种实验手段揭示了OsPSE1作为果胶裂解酶参与调控水稻植株早衰的分子基础和生化特征,为进一步研究OsPSE1调控植株早衰的分子机理奠定了基础。