一个水稻热激蛋白基因(OsHsp20)的克隆及转基因株系构建开题报告

 2023-02-10 16:12:42

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

植物生活空间的自然条件总和被称为植物环境,它包含许多不同的因素,如温度、水分、光照、气候、土壤情况、其他生物因子及人类的社会经济活动等,凡是对植物生长发育和生存不利的环境条件统称为逆境胁迫。植物逆境胁迫可分为生物胁迫和理化胁迫。生物胁迫主要包括病虫害、杂草等;理化胁迫主要有温度(高温、冻害、冷害)、水分(干旱和淹涝)、盐碱、农药化肥、环境污染、风、雪、雷、电等气候因素,以及各种辐射(强光、紫外线辐射、离子辐射)等。在生理方面,高温、低温、盐害和旱害都将导致组织脱水,而水分、低温、病虫害和大气污染等胁迫都可引起活性氧伤害。同时,在长时间的进化过程中,植物自身形成了一系列分子防御机制来应对各种不利的生长条件[1],在生理学上,将植物对各种逆境因子的抵抗和忍耐能力称为植物抗逆性,简称抗性。

极端的生长环境常常会导致植物体内的蛋白失去活性,从而影响作物的产量和品质。因此,人们开始关注蛋白质是如何保持正常的功能构象,在逆境胁迫下防止功能蛋白失活。先前的研究已经发现,热激蛋白(heatshockprotein,Hsp)是一类在抵抗逆境胁迫过程中起到重要作用的蛋白质分子[1-3]。热激蛋白作为分子伴侣,在正常的细胞中,它能够维持蛋白的功能结构,协助蛋白折叠、组装、运输和降解;而当植物受到胁迫时,它又能承担起协助蛋白复性、重新折叠、保护蛋白质和细胞膜稳定的功能[2]。前人的研究结果表明,提高Hsps基因的表达量能够显著提高植物对逆境胁迫的耐受性[4-6],但是它们的分子机制并没有被揭示。

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,同时也是单子叶植物中的模式生物。

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2. 研究的基本内容和问题

1、研究目标:对该基因进行生物信息学分析及克隆,构建转基因载体,为进一步的基因功能验证实验奠定基础,借助转基因和分子育种手段提高种子发芽的抗逆性,使该基因应用到实际生产中,提高作物产量和品质。

2、研究内容:对该基因进行生物信息学分析及克隆,构建转基因载体,获得转基因植株,为进一步研究该基因在种子发芽过程中所参与的信号通路及其功能探讨奠定实验基础。

3、拟解决关键问题:通过研究该基因的功能,可提高植物种子发芽的抗逆性,进而提高种子的成苗率,增加作物的产量和品质。

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3. 研究的方法与方案

1、研究方法:对基因进行生物信息学分析、克隆,构建转基因载体

2、技术路线:

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4. 研究创新点

随着生态环境日益恶化,植物的抗逆性研究变得尤为重要,目前为止,国内外研究种子萌发期的抗逆性研究较少,种子萌发是植物生命的开始,对以后的成苗和植株形态建成有重要意义,因此,探索该基因在种子发芽过程的功能,对以后的生产有指导意义。

5. 研究计划与进展

2014年

1、对该基因进行生物信息学分析

2、克隆基因

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