1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
研究意义:水稻是世界主要三大粮食作物之一,是我国第一大粮食作物。
但随着工业的发展以及人类活动范围的拓展,工业三废排放造成的巨大环境污染,特别是重金属污染对水稻的安全生产带来了严重的挑战。
对植物生长而言,重金属主要分为两类,一类是植物生长的必须矿物元素,如锌,镍,铜,锰等,该类元素在土壤或水体中含量较低时,并不影响植物的正常生长,但缺乏时会制约植物的正常生长发育;另一类是植物生长非必需的毒性金属元素,如汞,镉,铬,铅,类金属砷等,该类元素即使以及低浓度存在于土壤和水体中,也会对植物的生长带来毒害作用。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:探究水稻金属耐受蛋白家族中的一种蛋白osmtp8的功能,研究其在调节水稻细胞金属离子平衡中的作用。
研究内容:利用酵母异源互补初步确定蛋白osmtp8对何种金属离子的转运起作用;测定osmtp8基因在不同水稻组织中的表达量;通过亚细胞定位探究基因osmtp8的表达部位。
拟解决的关键问题:通过实验分析测定在水稻根茎叶中基因osmtp8的表达量,并找到基因osmtp8的表达部位,分析osmtp8基因的功能。
3. 研究的方法与方案
研究方法:1.酵母异源互补实验构建插入osmtp8基因的表达载体,将其转化入转金属离子缺陷型酵母中,并分别以野生型和缺陷型酵母转入不含目的基因的载体作为对照。
将重组后的酵母分别接种到含不同浓度铁离子,锰离子的sd培养基中,观察比较其生长状况。
2.rt- pcr技术测定基因表达量提取不同浓度锰离子处理过的水稻幼苗不同组织的rna,反转录出cdna,以cdna为模板进行rt-pcr,测定osmtp8在植物不同组织中的表达量。
4. 研究创新点
1.mtp蛋白是植物重要的金属离子转运蛋白,其亚细胞定位类型分3类:液泡膜上;细胞质膜上;分泌途径的细胞器膜上。
研究osmtp8基因的亚细胞定位,可望在细胞水平阐明水稻对金属离子的吸收转运和富集。
2.金属离子在维持植物的正常生长发育中起着至关重要的作用,金属转运蛋白表达量的变化与其对金属离子的需求相关,研究osmtp8基因的表达量对于研究水稻调节自身金属离子平衡的阶段,部位及限度有重要作用。
5. 研究计划与进展
研究计划:2014年7-8月:确定课题,阅读相关文献并准备实验材料2014年9月:预备试验、试剂配制,培养水稻幼苗,构建载体等2014年10-11月:对水稻幼苗进行处理;进行酵母异源互补试验2014年12月:水稻幼苗进行处理,后进行基因表达量的测定2015年1-2月:进行亚细胞定位2015年3-4月:数据整理、撰写结题报告预期进展:通过实验,确定蛋白OsMTP8转运的金属离子,分别测定出在水稻根茎叶中基因OsMTP8的表达量,探究其功能,确定OsMTP8基因的表达部位,进一步研究其功能。
