1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
钾(k )是植物体内最丰富的无机一价阳离子,占植物干重的3%~5%,对植物的生长发育过程发挥着十分重要的作用。
其可作为植物细胞内多种酶的催化剂,参与植物多种生理生化过程,包括蛋白质合成、渗透调节、气孔运动、光合作用和细胞伸长等[1],钾离子作为最主要的渗透物质,在作物-水分关系的调节中亦发挥着作用[2]。
在漫长的进化过程中,植物形成了一套复杂的钾吸收转运系统。
2. 研究的基本内容和问题
2.1 研究目标研究初步发现,KUP/HAK/KT转运体家族成员OsHAKb可能在低钾胁迫中发挥作用,本论文将通过基因突变、定量分析、电生理实验等研究方法,分析低钾胁迫下OsHAKb转运体的K 转运特性,探讨其在维持水稻K 稳态的中的作用。
2.2 研究内容1. 荧光定量PCR检测低钾胁迫下的OsHAKb基因表达变化;2. oshakb突变体的转录水平鉴定; 3. oshakb突变体的纯合鉴定;4. 低钾胁迫下野生型NP和突变体 oshakb表型;5. 构建OsHAKb的非洲爪蟾表达载体,电生理检测CBL1 CIPK23 OsHAKb;2.3 拟解决的关键问题1. OsHAKb在维持水稻钾离子稳定中发挥的作用;2. 钙感受器CBL和蛋白激酶CIPK23对OsHAKb蛋白的钾吸收功能的调控作用;
3. 研究的方法与方案
3研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析3.1 研究方法3.1.1荧光定量pcr提取植物基因组rna,反转成cdna,设计oshakb的qpcr引物,用sybr green荧光蛋白作为荧光标记,进行qpcr,同时以内标基因actin作为对照。
3.1.2电生理实验 将重组质粒进行酶切,然后在体外转录成crna。
将去除卵母细胞黄膜的卵母细胞放在含有mbs溶液的培养皿中,将注射电极插入卵母细胞细胞动物极和植物极的交接面内,将crna注入卵母细胞内, 将注有crna的卵母细胞以吸管移入mbs溶液中,16℃孵育1-2天后,进行电压钳记录。
4. 研究创新点
目前为止,关于低钾胁迫下KT/HAK/KUP转运体的研究大多处于转录水平和细胞水平,几乎还没有植物中生理功能的报道。
我们选取了水稻OsHAKb基因,通过基因突变、定量分析、电生理实验等研究方法,从生理、转录以及细胞方面研究其在低钾胁迫下的表现,以探究OsHAKb基因在植物钾稳定中发挥的作用及其机理。
5. 研究计划与进展
时间进度 主要研究内容安排 完成技术指标或预期结果2015年9月 荧光定量PCR检测低钾胁迫下的OsHAKb基因表达变化 低钾胁迫下该基因表达规律性上调2015年10月 鉴定oshakb突变体 对纯合株进行繁种纯合株中该基因不表达2016年11月2016年1月 构建OsHAKb-P7T7载体并进行电生理实验 通过代谢产物分析,研究出2,,4-D的微生物降解途径2016年1月2016年3月 低钾胁迫下野生型NP和突变体oshakb表型及生理特征 低钾处理后,野生型和突变体具有明显表型和生理特征差异2016 年 4 月2016年5月 论文结题报告撰写 发表论文一篇
