1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
水稻(oryza sativa l.)作为重要的粮食作物之一,全世界约有50的人以其为主食。
随着人口的急剧增长和人民生活水平的提高,粮食的需求量越来越大,到2030年,水稻产量至少再增加40才能满足世界人口对粮食的需求[1]。
但是我国水稻单产一直徘徊不前, 提高水稻产量是目前水稻育种研究者的主要目标[2]。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:研究osppkl1的可能底物,探讨osppkl1及其底物对水稻粒长的分子调控机制;
研究内容:通过酵母双杂交寻找到osppkl1的作用底物pip3,分析osppkl1能否将pip3 去磷酸化;
拟解决的关键问题:确定pip3是否为osppkl1的下游底物,为进一步研究osppkl1的生物学功能和调控水稻籽粒发育的分子机制奠定基础。
3. 研究的方法与方案
实验方案与方法: 本实验室已经成功运用大肠杆菌原核表达以及纯化技术获得了水稻snare蛋白osnpsn11,并制备了特异性抗体,通过western blot技术对其进行了亚细胞定位。这些实验技术的成熟运用对于本研究中涉及到的蛋白质相关技术的实施提供了保证。 osppkl1对底物的去磷酸化活性:研究osppkl1对互作蛋白pip3的去磷酸化活性。首先我们将以蛋白磷酸酶的天然底物酪蛋白作为检测反应底物通过钼蓝比色法测定反应后生成的无机磷酸根含量分析osppkl1的活性。对osppkl1互作蛋白进行磷酸化后,分析osppkl1 对磷酸化后的互作蛋白的去磷酸化活性,以此来鉴定互作蛋白pip3是否为osppkl1的底物。
可行性分析:本实验室已经具备了本实验所需要的研究条件。 pgex-2t菌株为实验室保存,具备构建载体及纯化蛋白的实验条件,去磷酸化分析试剂盒购买于南京生兴生物公司。
技术路线:见附件
4. 研究创新点
OsPPKL1为调控水稻粒长的关键基因,本课题着重通过研究其互作蛋白(底物),来探讨其调控粒长的分子机制,为水稻高产分子育种提供新的基因资源。
5. 研究计划与进展
1)2015.08-2015.09 构建pGEX-2T-PIP3载体 2)2015.09-2015.10 诱导GST-PIP3蛋白 3)2015.10-2015.11:纯化GST-PIP3蛋白 4)2015.11-2016.03:OsPPKL1对PIP3的去磷酸化分析 5)2016.03-2016.05 撰写毕业论文及答辩预期进展: OsPPKL1编码一个包含两个Kelch结构域的丝氨酸/苏氨酸磷酸(酯)酶,将其突变后水稻粒长变长,过量表达后粒长变短,说明OsPPKL1在水稻粒型发育中起到负调控的作用,为了研究其调控水稻粒长的分子机制,我们以OsPPKL1为诱饵蛋白筛选水稻幼穗的cDNA文库,获得其互作蛋白PIP3,从中挑选与油菜素内酯信号途径相关的蛋白进行下一步研究,其中PIP3编码一种丝氨酸/苏氨酸激酶,我们猜测OsPPKL1在点突变后磷酸酶的活性发生变化,对PIP3的去磷酸化程度也会有所变化。
