1. 研究目的与意义
棉花是我国主要的经济作物,在我国国民经济中占有很重要的地位。但是,棉花在整个生长过程中都受到病害的威胁,其中研究较多的是棉花枯萎病和黄萎病。黄萎病是世界各产棉国家和地区普遍发生和危害较重的真菌病害之一,给棉花生产带来严重影响,导致棉花的产量和质量严重下降,影响棉花生产的经济效益。目前,我国棉花抗枯萎病育种成果显著,基本上控制了该病害的危害。但由于缺少抗棉花黄萎病的基因,棉花黄萎病的抗病育种进展缓慢,另外,黄萎病菌是广谱寄生的病菌,发病历时长,棉花品种的抗病遗传规律又尚未明确。
DAHPS,即3-脱氧-D-阿拉伯糖型-庚酮糖酸-7-磷酸合成酶,是莽草酸途径的入口酶。莽草酸途径是在细菌、真菌和植物中发现的,莽草酸途径的合成物与植物的抗虫性、抗病性等有关。有研究显示从陆地棉抗病品种冀棉20中克隆得到GhDAHPS基因并构建真核表达载体,农杆菌转化获得转基因拟南芥。为明确过量表达GhDAHPS对拟南芥黄萎病抗性的影响,从植株发病情况、黄萎病菌侵染速度、主根生长情况、木质素含量等方面比较了转基因植株与Col-0野生型的差异。结果显示,转基因拟南芥较野生型的黄萎病抗性显著提高,分离出的病菌菌落数量比野生型减少约50%,主根比野生型显著增长,木质素含量较野生型增加5%~10%。可知研究DAHPS蛋白的结构和功能在黄萎病抗病反应中具有重要意义。
因此,本次研究的目的在于通过生物信息学分析,研究棉花DAHPS序列与其他生物(特别是植物)该基因的同源关系、氨基酸序列特征以及蛋白结构,为DAHPS蛋白相关的生物基因工程提供基础,对于新的棉花育种途径、培育新的适应经济发展需求的抗黄萎病棉花新种质有着重要意义。
2. 研究内容和预期目标
2.1 主要研究内容
本研究根据前期所获得的棉花3-脱氧-d-阿拉伯庚酮-7-磷酸合成酶基因,即ghdahps (3-deoxy-d-arabino-heptulosonate 7-phosphate synthase)的基因序列为基础,进行该蛋白的生物信息学分析,为后续功能研究提供基础的资料。
(1) ghdahps基因编码蛋白的序列同源性分析;
3. 研究的方法与步骤
(1) ghdahps序列同源性分析;
利用在线的http://www.ncbi.nlm.nih.gov/conserved domain,分析ghdahps同源基因保守区。将ghdahps和其他物种的同源基因的蛋白序列在dnaman中进行聚类分析,构建进化树,判断其的进化渊源。
(2) ghdahps蛋白的编码氨基酸序列分析;
4. 参考文献
[1]wang y, wang y, li j, li sj, chu h, tian xf. cloning, prokaryotic expression and bioinformatics analysis of giardia lamblia c2strain sumo gene[j]. chinese journal of zoonoses. 2013. 8
[2]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.
[3]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.
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;
