1. 研究目的与意义

研究目的

不同植物在亿万年适应环境的过程中依靠生物节律与环境周期保持同步，经自然选择被保存下来使生物在地球上得以生存和发展。植物的生物钟分子机制是非常复杂的，而拟南芥中生物钟分子机制研究取得的进展将大大加速人们对生物钟的理解。从毛果杨中克隆ptprr5a和ptprr5b基因并构建表达载体，通过农杆菌介导法转南林895杨获得转基因植株，并进行转基因植物的分子检测和生理生化检测，研究杨树中生物钟相关基因的功能。

研究意义

2. 国内外研究现状分析

自然界中，从单细胞生物到高等动植物均存在着按照一定规律运行的、周期性的生命活动现象，这种生命活动现象被称为生物节律。在有关生物节律是机体本身固有的一种规律还是机体对环境周期性变化的反应方面目前还存在很大争议，但生物节律具内源性已被广泛认同，即内源钟假说，认为现存生物的绝大多数生理节律是由机体中的测时机构所发动和控制的、主动变化的内源性节律。这一认识可从以下一些研究成果得到加强:(1)生物节律对环境周期性改变具相对稳定性，即使在实验室恒定条件下，排除一切环境因子的影响，生命活动仍表现出节律性变化；(2)生物节律具遗传性，就在最近，日本科学家又从衣藻中确定了6个生物钟基因；(3)生物节律具温度补偿机制，与一般具温度依存性的生理过程不同，一定温度范围内生物节律的温度系数q10接近1，说明生物节律不完全是酶催化的过程，具自主性。

生物钟普遍存在于地球上几乎所有的生物中，包括光合细菌、真菌、藻类、植物、昆虫、鸟类，当然也包括人类在内的哺乳动物。最早用科学的手段研究生物钟的是法国天文学家jeanjacquesdortousdemairan，1729年，他用豆科植物含羞草做了一些实验。他发现在自然环境下，白天含羞草的复叶叶片会打开，到了夜晚则会闭合。他将含羞草放到壁橱里，以观察在黑暗环境里叶片是否还会有规律地运动。多次观察后表明，在黑暗条件下，含羞草叶片仍在每天的固定时间展开或者闭合。这些实验表明，植物叶片的打开和闭合不是对光线变化的简单反应，而是在植物体内存在着一种调节机制。此后，英国的达尔文、德国的erwinbnning等人对植物叶片的昼夜节律性运动又做了一系列的研究。

20世纪50年代以前，人们对生物钟的研究仅限于行为学以及解剖学的水平。20世纪50年代中期以后，随着遗传学和分子生物学的迅猛发展，人们开始了对生物钟的基因水平研究。1971年，konopka和benzer用诱变剂处理果蝇，并从中鉴定出了生物钟异常的突变体，并根据这些突变体找出了第一个和生物钟有关的基因period。继果蝇之后，人们又陆续在其他物种里找到了生物钟的相关基因。1997年，美国西北大学的king等人克隆了小鼠的生物钟基因clock，这是最早克隆的哺乳动物的生物钟基因。近年来随着模式植物拟南芥基因组的测序完成，尤其从2003年国际权威杂志science、nature上相继发表关于生物钟方面的论文，重新引起了人们对这一问题的关注。近年来植物节律性方面，国内外研究者多集中于对拟南芥中许多生物节律系统相关组分的鉴定及其功能进行研究。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

（1）ptprr5a和ptprr5b基因的克隆和分析。

（2）利用已构建好的含目的基因的载体，转化南林895杨。

4. 研究创新点

以往多以蓝藻，拟南芥等为材料进行生物钟节律的研究，有关杨树生物钟节律基因PRR5的功能研究在国内外尚未有报道。