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莲NnWRKY基因在激素条件下的表达谱研究开题报告

 2020-04-20 13:01:07  

1. 研究目的与意义(文献综述)

立项背景:

转录因子在调控基因表达过程中扮演着十分重要的角色,它们可以与靶基因启动子区的特定dna元件相结合,从而激活或抑制下游相关基因的表达,以实现不同的生物学功能[1]。wrky转录因子是在高等植物中研究比较多的一类转录因子,自从1994年在甘薯中发现第一个wrky转录因子——spf1(sweet potato factor 1)之后[2],在拟南芥、马铃薯、水稻等植物中陆续发现和鉴定到大量wrky转录因子。wrky转录因子因包含有约60个氨基酸残基组成wrky结构域而命名,该结构域具有高度保守的七肽wrkygqk和一个c2h2或c2hc型锌指结构。根据wrky结构域和锌指结构的类型,wrky转录因子可分为三大类。第Ⅰ类具有两个wrky结构域,分别位于n端和c端,而其他两类只包含一个wrky结构域。第Ⅰ类和第Ⅱ类具有c2h2型(c-x4-5-cx22-23-h-x1-h)锌指结构,而第Ⅲ类具有c2hc型(c-x7-c-x23 -h-x-c)锌指结构[3]

许多研究表明,wrky转录因子在调控植物生长发育、响应生物与非生物胁迫过程中发挥着重要作用[4]。小麦tawrky1tawrky33在拟南芥中的过表达使植株在受到干旱、aba等胁迫后种子萌发率增加,并促进了拟南芥根的生长[5]。辣椒cawrky27在烟草上过量表达后,与野生型相比,表现出对青枯雷尔氏菌感染的抗性,并且病毒诱导cawrky27基因沉默增加了辣椒对于青枯雷尔氏菌的易感性[6]。在低温、盐和干旱胁迫下,欧洲油菜(brassicanapus)基因组中的287个bnawrky基因几乎全部被诱导表达,其中bnawrky147bnawrky166bnawkry210显著上调,推测这三个基因在响应低温、盐和干旱胁迫下具有潜在的作用[7]。植物激素如水杨酸(sa)、茉莉酸(ja)、脱落酸(aba)等在响应植物逆境胁迫中起重要作用,通过激素信号分子介导的信号通路可以激活植物体内防御基因的表达。外源激素可以诱导wrky基因的表达,同时wrky转录因子参与激素介导的信号通路[8]。拟南芥中wrky70位于sa和ja介导的信号通路之间的交叉调控位点,激活sa介导的信号转导途径,同时抑制ja介导的信号转导途径[9]。此外,水稻中oswrky45-1oswkry45-2在aba信号转导中发挥不同的作用,oswrky45-1过表达的植株降低了对aba的敏感性,敲除该基因的植株表现出对aba敏感,而在oswrky45-2过表达和缺失的植株中呈现与oswrky45-1相反的结果[10]

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2. 研究的基本内容与方案

实验的研究内容:

1、用生物信息学手段获得莲wrky基因序列,并筛选可能和激素信号通路相关的候选wrky基因。

2、培育白花建莲,用激素(sa、ja)处理叶片,按时序采样。

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3. 研究计划与安排

第1-2周:查阅相关文献和资料,完成外文翻译。

第3周:完成开题报告;确定实验思路和技术方案,准备实验。

第4-10周:培育白花建莲,激素处理,荧光定量pcr检测wrky基因表达情况。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] ishiguro s, nakamura k.characterization of a cdna encoding a novel dna-binding protein, spf1, thatrecognizes sp8 sequences in the 5' upstream regions of genes coding forsporamin and beta-amylase from sweet potato.[j]. molecular amp; generalgenetics mgg, 1994, 244(6):563-71.

[2] 张颖, 蒋卫杰, 凌键,等. wrky转录因子表达谱的研究进展[j]. 基因组学与应用生物学, 2009, 28(4):803-808.

[3] zhang c, wang d, yang c, et al.genome-wide identification of the potato wrky transcription factor family[j].plos one, 2017, 12(7):e0181573.

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