酵母单杂交筛选与HAKx启动子互作的转录因子开题报告

 2022-01-29 19:05:33

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

1本课题的意义:土壤盐渍化已经日益成为制约世界粮食生产的主要因素。因此,研究作物响应盐胁迫的生理和分子机制不仅是植物生理学基础研究的重要内容,而且对利用基因工程手段提高农作物的耐盐性具有重要的理论意义和巨大的潜在应用价值。在本研究的前期工作中,我们发现oshakx的转录本在盐胁迫处理下显著增加。盐胁迫4小时后,oshakx的转录本可达到正常对照组转录本的600倍以上。由此我们推测,盐胁迫下oshakx的基因表达受到了未知转录因子的激活作用,从而增强了植物对k 的吸收,提高了植物对盐胁迫的适应性。因此对oshakx响应盐胁迫的转录调控机制的研究不仅有助于进一步深入理解盐胁迫下oshakx的生理功能,并且有助于发现和研究响应盐胁迫的新的信号转导途径。

2国内外研究概况:

植物对盐胁迫的适应性机制具有多样性和复杂性(munnsandtester,2008)。其中,盐胁迫下的na /k 平衡调节对植物适应盐胁迫具有重要意义。na /k 平衡调节是依赖于质膜或内膜系统上的转运体来实现的。在水稻中,至少三类na 转运体参与了盐胁迫下胞质离子平衡的调节过程,包括sos1、hkts和nhxs等(shietal.,1998;horieetal.,2005;yamaguchietal.,2013)。而已知的水稻钾转运体包括hkt家族、kt/hak/kup家族和chx家族等(wangandwu,2013)。其中,一些研究表明已初步表明kt/hak/kup家族存在部分成员参与了植物对盐胁迫的适应性过程。kt/hak/kup钾转运体通常含有11~15个跨膜结构域,其细菌和真菌中的同源基因具有h /k 共转运的活性,拟南芥中有13个成员,而水稻中则存在27个成员(guptaetal.,2008)。拟南芥hak5具备高亲和的钾转运活性(gierthetal.,2005),在钾营养缺陷和nacl毒害的双重胁迫下,拟南芥主要依靠hak5吸收k 以应对盐胁迫(nieves-cordonesetal.,2010)。而盐胁迫诱导产生的乙烯信号能够促进hak5的表达,提高植株对k 的吸收能力(jiangetal.,2013)。水稻oshak5能够恢复钾吸收缺陷型酵母在低钾培养基上的生长,在烟草悬浮细胞by2中表达能够明显提高细胞对盐胁迫的耐受性(horieetal.,2011)。虽然这些研究初步证实了kt/hak/kup家族成员参与了植物对盐胁迫的响应,但是并没有十分清楚地阐明它们在植物适应盐胁迫过程中的生理功能和分子机制,因此,有必要对这一科学问题进行深入研究。

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2. 研究的基本内容和问题

1研究内容

(1)分析oshakx在盐胁迫下转录本的变化情况。

(2)克隆oshakx的启动子(起始密码子atg上游984bp),构建酵母单杂交的诱饵载体。

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3. 研究的方法与方案

1研究方法:(1)载体构建。pcr克隆oshakx的启动子序列,利用限制性内切酶分别处理片段和单杂交诱饵载体,经dna连接酶连接后,转入大肠杆菌中,鉴定。

(2)文库构建。提取两叶一心期正常培养和盐处理3天的水稻rna,经过反转录,按照clonetech公司smart文库构建试剂盒的方法构建全基因组的cdna质粒文库。

(3)酵母单杂交筛选。将酵母单杂交筛选生长的酵母克隆,摇菌,提取酵母质粒,回转大肠杆菌后测序,将测序结果进行比对,获得候选基因信息。克隆候选基因全长,再次利用酵母单杂交体系验证所筛选到的转录因子与oshakx的启动子序列是否互作。

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4. 研究创新点

特色或创新之处钾转运体作为信号转导途径下游的功能蛋白,其分子调控机制的研究较少,对OsHAKx响应盐胁迫的转录调控机制研究不仅有助于深入理解盐胁迫下OsHAKx的生理功能,并且有助于发现和研究响应盐胁迫的新的信号转导途径。

5. 研究计划与进展

2013.12月至2014年1月:

检测盐处理对oshakx基因表达的影响;克隆oshakx的启动子,并构建酵母单杂交的诱饵载体

2014年2月至2014年4月:

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