1. 研究目的与意义
陆地棉因最早在美洲大陆种植而得名,是世界上四大棉花栽培种中重要的品种,栽培广,数量多。陆地棉栽培种植物种籽上被覆的纤维,是一种用途很广的天然纺织纤维,又称细绒棉或高原棉。美洲棉花原产南美洲西北的安第斯山区域,从山的北麓到危地马拉和墨西哥南部形成陆地棉的变异中心。此后便广为传播,由墨西哥传入美国,又从美国传播到世界各产棉国。20世纪70年代,陆地棉在世界棉花总产量中占85%,在中国棉花总产量中占98%。目前影响陆地棉产量的原因主要有病害和虫害,而在病害中黄萎病又是一类十分普遍的病害,对棉花产量具有十分的大的影响。
黄萎病是一种由大丽轮枝菌和黑白轮枝菌引起的土传维管束病害,在世界各地引起许多重要经济作物如陆地棉、茄子、番茄、马铃薯和甘蓝等发生黄萎病,严重影响了这些作物的产量和品质,至今尚未从根本上解决,因此,挖掘植物抗黄萎病相关基因并将其密码子优化然后应用于育种可能是解决上述问题的有效途径。
在细菌和植物中,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸是三种生命所必需的芳香族氨基酸,而这三种氨基酸是由公共途径莽草酸途径以及三个专一性途径分别合成。并且公共途径的第一步反应是公认的限速步骤,是由dahps合成酶的三种同工酶催化。因此只要使陆地棉能高效表达dahps合成酶的基因序列,就能使大丽轮枝菌和黑白轮枝菌中的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的合成速度大大减缓,从而达到杀菌治病的效果。
2. 研究内容和预期目标
2.1 主要研究内容:
(1) 棉属植物密码子偏爱分析
根据ncbi的genbank所记录的部分棉种植物基因的遗传密码,分析陆地棉棉种的密码子偏爱;
3. 研究的方法与步骤
(1) 利用在线的http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank,查找棉种植物基因的遗传密码,并分析陆地棉棉种的密码子偏爱。
(2) 利用在线的http://www.ncbi.nlm.nih.gov/上的orf finder功能将dahps基因序列翻译成氨基酸序列。
(3) 利用在线的http://www.jcat.de/上的密码子替换与优化功能将已知的氨基酸序列输入其中进行替换和优化。
4. 参考文献
[1] 吴组建, 高芳銮, 沈建国. 生物信息学分析实践[m]. 北京:科学出版社, 2010.
[2] 张成岗, 贺福初. 生物信息学方法与实践[m]. 北京:科学出版社, 2002.
[3] huisman o c, kosuge t. regulation ofaromatic amino acid biosynthesis in higher plants: 3-deoxy-d-arabino-heptulosonate 7-phosphate synthase from cauliflower [j]. biology chemistry, 1974, 249.
5. 计划与进度安排
(1)2022年11月18日至2022年12月19日:确定论文选题,与指导老师见面;
(2)2022年12月22日至2022年3月6日:接受毕业论文任务书;
(3)2022年3月6日至2022年3月20日:查阅文献资料,撰写开题报告,完成开题;
