OsTKPR1基因的表达分析开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.1课题的意义

水稻是目前最重要的农作物之一。杂交水稻已经被证明有杂种优势，其表现为比亲本系更快速的生长以及相当高的产量。此外，水稻在经济上有重要价值，可以用来酿酒，茎秆也是造纸的重要原料。而且由于其小的基因组和高的转化效率，水稻作为单子叶模式植物常被用来进行科学研究[1]。

水稻花粉的育性直接决定着水稻的产量，研究水稻花粉发育的分子机理不仅能为水稻雄性不育的研究提供理论基拙，还能够为提高水稻育性的稳定性、提高产量打下基础。水稻的小孢子在花药的腔室中发育。孢原细胞首先产生初级的造孢细胞，初级造孢细胞分裂形成了造孢细胞，造孢细胞经过进一步的变化变成小孢子母细胞也叫花粉母细胞，小孢子母细胞经过减数分裂和有丝分裂，最终形成了含有两个生殖核和一个营养核的成熟花粉粒[2]。在小孢子发育的过程中孢粉素堆积在小孢子外壁上使小孢子能够抵御外界环境的胁迫。水稻雄性不育通常由环境影响或基因突变引起，导致花药发育和花粉育性缺陷[3]。

2. 研究的基本内容和问题

已知tkpr、ms2、lap5和lap6等基因在孢粉素前体的合成过程中起着至关重要的作用。abcg蛋白在孢粉素前体的转运过程中扮演着重要角色。但是在水稻中关于花药绒毡层的研究还不是十分深入，仍然有很多有趣的生物学问题需要进一步深入探究，比如孢粉素的合成是受什么基因调控的？本实验则着重研究水稻ostkpr1基因在花药中特定的表达模式，希望能够发现其具体作用部位及作用方式，可以为下一步的功能分析奠定基础，希望可以对孢粉素合成的研究提供一些有说服力的证据，对经济民生和理论研究也具有重大意义。

2.2研究内容

本实验所用材料为水稻kitaake，以不同发育时期的水稻花药为研究对象，利用生物化学与分子生物学实验技术、化学测定和原位杂交等实验对ostkpr1基因的表达模式和生化功能进行了分析，主要为了研究水稻ostkpr1基因在各时期花药中特定的表达模式。

3. 研究的方法与方案

3.1研究方法

本实验共通过三种方法逐步细化研究ostkpr1基因在各组织中的表达分析：

一、荧光定量pcr：检测各组织中（根、茎、叶片、叶鞘、幼穗、各时期花药）ostkpr1的表达；

4. 研究创新点

4.特色创新

目前已经发表的对水稻的研究数不胜数，但在OsTKPR1基因的表达分析方面并未取得突破性进展，而且即使有对其的调查研究也是不全面的，没有做出专门的分析。本课题以Kitaake水稻品种为研究对象，以孢粉素合成为切入点，能够为基因的科学研究提供可直接参考的针对性数据。

5. 研究计划与进展

5. 研究计划及预期进展

2018.7-2018.11：收集该实验相关资料，拟定阶段性实施方案。熟悉并熟练使用实验室各项仪器、掌握各试剂配制方法，进行前期准备工作。

2018.12-2019.1、2019.2-2019.4：按照既定方案进行实验（通过荧光定量pcr、gus染色以及原位杂交三种实验方案），根据实际情况调整方案，制作开题报告、中期报告。