两个新的水稻盐诱导基因的克隆与功能分析开题报告

 2023-02-10 04:02

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

盐胁迫是影响植物生长发育的主要非生物胁迫因素之一,已经成为限制盐碱地利用和扩大农业生产和发展的重要限制因素。随着生物技术的发展,利用基因工程技术提高作物耐盐性,培育耐盐能力强的作物品种被视为解决这一问题的有效途径之一。本研究利用基因芯片技术,从水稻中鉴定了2个新的盐强诱导基因osngs1(oryza sativa novel gene induced by salt 1)和osngs2。两个基因都是未知功能基因,在genbank数据库中无已知功能的同源基因。

本项目将通过基因表达、亚细胞定位以及拟南芥转基因等技术研究两个基因的功能。本研究不仅有助于阐明植物盐胁迫应答的分子机制,同时为作物遗传改良提供了新的基因资源。

粮食问题是对我国这样一个人口众多,耕地面积相对缺乏的国家而言始终是一个沉重的压力。因而进一步提高粮食产量,保证粮食安全是我国农业发展的长期战略方针。水稻是重要的粮食作物,1/3的世界人口以此为主食,但是全世界盐碱地面积竟约占陆地面积的 1/3,占世界总耕地面积的 20%。盐胁迫会造成水稻发育迟缓,抑制水稻组织和器官的生长和分化。在nacl胁迫下,随着浓度升高,水稻叶片的生长发育受到明显抑制,叶片逐渐变短、变小,绿色也随之变浅,植株高度与干重都受到明显的抑制,导致水稻产量与品质的下降。培育水稻耐盐品种是解决上述问题的重要方法,利用基因工程技术对水稻品种进行遗传改良无疑是培育水稻新品种有效、快捷的途径。因此,进一步了解植物耐盐机理、挖掘参与耐盐的功能基因非常重要。作物耐盐机理是一个十分复杂的问题,但通过大量研究表明,绝大部分作物主要通过拒盐方式来抵抗盐害。即在盐胁迫下,作物地上部分特别是叶片中na 是根中na 的几分之一甚至几十分之一。因此,作物的耐盐性与盐的吸收、运输、分配、再循环、排泄及细胞水平上的区域化有密切关系。 了解了植物耐盐机理后,将控制这些机理的基因进行基因定位和克隆,然后通过基因工程的手段,将这些目的基因转移到对象基因的dna中。基因工程技术可以打破物种间遗传物质横向转移的壁垒,为难度较大的作物耐盐性改良开辟了更直接更有效的途径。

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2. 研究的基本内容和问题

1.项目研究的目标、内容和拟解决的关键问题研究目标:

(1)克隆两个新的盐诱导基因osngs1和osngs2;

(2)研究osngs1和osngs2编码产物的亚细胞定位特性;

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3. 研究的方法与方案

(1)osngs1和osngs2基因的克隆:

根据基因芯片中鉴定的盐诱导基因片段osngs1(probe id: os.15557.1.s1_at和osngs2 os.15938.1.s1_at),通过生物信息学方法搜索est数据库和基因组数据库,进而拼接osngs1和osngs2基因的全长序列,通过rt-pcr的方法从盐诱导的水稻幼苗组织中进行osngs1和osngs2基因的克隆。

(2)亚细胞定位分析:

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4. 研究创新点

3.本项目的创新之处osngs1和osngs2是我们新鉴定的两个受强烈盐诱导的基因。

两个基因都是未知功能基因,在genbank数据库中无已知功能的同源基因。

人们对于该基因在植物中发挥什么作用、在植物逆境信号传导途径中扮演什么样的角色还不清楚,本项目的研究目的就是要对osngs1和osngs2基因进行初步的分析,为进一步了解植物的盐胁迫应答机制具有重要的意义。

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5. 研究计划与进展

4.项目研究计划及预期进展

2014.7-2014.9. 克隆新的水稻全长osngs1和osngs2基因;

2014.9-2014.10通过荧光定量pcr技术检测osngs1和osngs2在盐胁迫下的表达特征;

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