1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
意义:梭梭是我国西北干旱荒漠生态系统中的主要生物资源,同时也是我国荒漠生态系统中的主要建群种,具有特殊的生态效益。
长期以来,它对维持荒漠地区生态系统的平衡和稳定,防风固沙,保护绿洲的农牧业生产,交通运输及人民生活都发挥重要作用。
梭梭生存在严酷的荒漠环境中,具有极强的抗逆特性,许多学者已对梭梭抗逆的形态学,解剖学,生理学和生态学等特征作了较为深入的研究。
2. 研究的基本内容和问题
沙漠中最主要的逆境就是高温和干旱,是限制梭梭在沙漠中成活与生长的最主要因素, 当梭梭受到热胁迫后,会产生一系列的应急反应,热激蛋白(heat shock protein,HSP)会在体内迅速积累,并帮助相关蛋白折叠、细胞内分配及降解,使植物体在逆境中得以生存.这类热激蛋白基因在热胁迫条件下的表达是受一类专门的转录因子-热激转录因子(heat shock transcription factors,Hsfs)调控的,它们在HSP基因转录时可与其启动子区热激元件(heat shock element,HSE)这一保守基序特异性结合,从而调控热激蛋白基因的开启与关闭,完成其相应的生物学功能。
研究梭梭中的热激转录因子,有助于帮助我们了解梭梭在热胁迫下的应答反应,以及HSF在热激应答中所起的主要调控作用。
最终在弄清了HSF以及HSP基因在热胁迫中的作用,HSF对HSP基因的调控机制及其在整个热胁迫应答反应过程中的调控作用,有利于通过转基因等技术手段培育出更耐热的梭梭幼苗,从而提高梭梭在沙漠高温和干旱逆境下的成活率和生长效率。
3. 研究的方法与方案
研究方法是运用分子生物学技术对梭梭热激转录因子进行基因克隆,进行相关表达分析。
以梭梭幼苗为材料开展相关研究对象,采取的主要研究方法和手段有:1RNA的提取:采用天为时代的植物总RNA提取试剂盒,按照试剂盒说明提取。
2PCR技术:选用TaKaRa公司的Long Taq 酶,步骤同于标准PCR,即预变性、变性退火、延伸几个步骤。
4. 研究创新点
目前对梭梭的研究主要集中在一些生理方面以及野生梭梭林的恢复,对梭梭进行的分子生物学研究较少,特别是对梭梭中热激转录因子的研究极少。
本实验研究梭梭中的热激转录因子,有助于帮助我们了解梭梭在热胁迫下的应答反应,以及HSF在热激应答中所起的主要调控作用。
最终在弄清了HSF以及HSP基因在热胁迫中的作用,HSF对HSP基因的调控机制及其在整个热胁迫应答反应过程中的调控作用,有利于通过转基因等技术手段培育出更耐热的梭梭幼苗,从而提高梭梭在沙漠高温和干旱逆境下的成活率和生长效率。
5. 研究计划与进展
2014年6月-2015年6月进行相关实验。
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