大豆耐低磷相关转录因子GmWRKY6的克隆及亚细胞定位开题报告

 2023-02-13 09:49:43

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

1.1耐磷研究背景及前景

磷(PhosPhour)是植物生长的必需元素之一,在植物生长各种和代谢过程中起着不可替代的作用。磷能促进糖分和蛋白质的正常代谢,促进植株早生根,根系发育健壮,提高抗寒、抗旱能力,加快灌浆进程,促进植株提早成熟。植物缺磷时,会导致分枝减少,茎秆矮小,叶色暗绿或紫红,生长发育受阻,产量降低,细胞分裂和扩展,呼吸作用以及光合作用等代谢过程普遍降低。磷在叶片的光合作用和碳水化合物代谢中的调节功能可认为是限制植物生长的主要因素之一,尤其是在生殖生长时期,这一时期磷缺乏将直接导致叶片叶绿素含量下降。

然而,由于磷素在酸性或碱性土壤中的强烈固定作用,磷的矿质化及有机化使得植物对土壤中的磷吸收率很低,土壤中可溶性的磷浓度不足10pM。在植物根际周围的土壤中甚至只有亚微摩尔的水平。

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标:

磷是大豆及其它植物生长发育中最重要代谢物质,通过调控大豆组织中磷吸收与代谢相关基因的表达来改变磷的吸收量或者改变根系的形态来增加磷的吸收量,从而改变缺磷的现象,以提高大豆的产量和品质。通过基因工程技术改变作物各组织内目标组分的含量,创造一些特异作物资源,是分子育种新的发展方向之一,目前在拟南芥、烟草等模式植物上,通过基因调控手段来改变组织中磷含量已经有很多相关文献报道,但在大豆上报道很少。本研究通过对大豆与磷代谢相关基因进行功能验证,为探索大豆耐磷调控网络,培育耐磷的大豆品种提供理论依据。

研究内容:

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3. 研究的方法与方案

研究方法:

根据拟南芥的序列,在数据库中收索目的基因,并进行克隆,将大豆GmWRKY6与GmWRKY75基因转化到模式作物拟南芥中,进行大豆功能验证,拟南芥转化基因后,纯化转基因株系,考察两个基因过表达后转基因株系的基因表达丰度的变异,对有效磷和全磷含量进行测定,并研究对拟南芥植株生长发育特别是根长、根结构等的影响。

技术路线:(附图)

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4. 研究创新点

1、利用WRKY家族AtWRKY6基因参与调控营养缺乏反应和根发育等特点,来验证大豆中耐低磷的相关机理,对比性强,研究内容比较新颖。

2、本研究对大豆与磷代谢相关的基因进行功能验证,揭示了磷代谢与大豆产量与品质之间的相关关系,具有一定的理论和实际作用,研究方法比较独特。

5. 研究计划与进展

2013年7月11月

根据拟南芥的序列,在数据库中收索目的基因,并进行克隆,低磷处理,观察分析定量结果的表达差异,构建过表达载体转拟南芥,构建亚细胞定位载体,并进行后期的实验。

2013年11月2014年2月

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