1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1. 我国高粱的产业现状
高粱(Sorghum bicolor (L.) Moench)又称蜀黍,芦粟等,是禾本科高粱属一年生草本植物,属于人类栽培的重要谷类作物之一,已有三千多年的历史,仅次于水稻、小麦、玉米、大麦,位居第五位,是重要的旱粮作物。至2015年,我国高粱种植面积居世界第10位,种植面积为74.3×104 hm2,年需求量大约为三百多万吨[1]。高粱具有产量高、抗逆性强(抗旱、抗涝、耐盐碱、耐瘠薄、耐高温和寒冷等)及用途广泛的特点。高粱营养丰富,是中华民族传统的食物,无论从营养膳食的角度,还是从农业产业结构调整的角度来看,高粱资源的开发利用都具有非常重要的意义。
2. 研究的基本内容和问题
该课题研究目标是探究高粱磷转运蛋白SbPht1;8的基因功能,对于研究植物在磷吸收过程中的分子生物学基础,改良植物吸收和利用磷素具有重大意义。主要研究内容为高粱Pht1家族中的Sbpht1;8的功能。现已得到过表达SbPht1;8的转基因拟南芥。拟解决的关键问题为在不同磷含量下的过表达SbPht1;8转基因拟南芥进行表型观察,同时通过荧光定量PCR方法对转基因拟南芥低磷响应相关基因的表达量变化进行分析,以此探讨SbPht1;8的功能。
3. 研究的方法与方案
实验方案:
①转基因拟南芥株系的获取:
以高粱cDNA为模板,利用引物扩增SbPht1;8,得到SbPht1;8完整的ORF片段。在经过电泳检测后对目的片段基因进行胶回收。采用双酶切法,限制性内切酶NcoI与XbaI利用将DNA片段和植物过量表达载体进行双酶切,通过T4 DNA连接酶连接,构建植物过表达载体。将连接产物转化大肠杆菌,利用含有卡那霉素的LB平板培养至到出现单克隆。对其菌液进行PCR检测后,筛选得到阳性菌液并进行测序。
4. 研究创新点
(1)选题针对性强:高粱是重要的饲料作物和经济作物,关于高粱磷转运蛋白Pht1基因家族与磷转运关系的研究已有报道,但其影响具体基因的功能尚不清晰。本申请项目拟在前期工作基础上,围绕高粱中负责磷吸收转运的Pht1家族SbPht1;8,展开其对磷吸收转运影响的研究,具有明显的创新性。
(2)研究内容新颖:前期对Pht1家族成员基因的研究尚未涉及到SbPht1;8基因,其具体的表型和功能尚不清楚。本研究在前期工作基础上,对在不同磷含量下的过表达SbPht1;8转基因拟南芥进行表型观察,同时通过荧光定量PCR方法对转基因拟南芥低磷响应相关基因的表达量变化进行分析,具有新颖的研究内容。
5. 研究计划与进展
2019年9月—2019年10月 构建植物过表达载体。
2019年10月—2019年11月 拟南芥转化、筛选。
2020年2月—2020年 6月 转基因拟南芥表型观察;转基因拟南芥低磷响应相关基因表达量变化的分析;毕业论文定稿,进行毕业答辩。
