1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1. 课题意义
中国是世界上第一大棉花生产和消费国,棉花及其防治工业共同组成的工农产业链对于国计民生具有重要意义。而我国的棉花产量及其纤维质量在国际市场仍不具备优势。在分子水平上棉花生长发育的研究,给提高国产棉花质量、促进纺织工业的发展带来巨大的可能。
lncrna是一类长度大于200个核苷酸,无蛋白编码能力或者编码能力极低的rna转录本。随着高通量测序技术的深入发展与广泛应用,越来越多的研究表明,lncrna在真核生物中广泛存在,并具有重要的生物学功能。在动物研究中,人们发现lncrna参与基因组印记、x染色体失活等生物学过程[1]。同时也有研究证明,多种疾病与lncrna的异常表达或者突变相关[2]。在植物中也发现存在大量lncrna,并参与在植物开花、雄性不育、营养代谢、生物和非生物胁迫等各个过程[3]。
2. 研究的基本内容和问题
1. 研究目标
通过前期筛选的得到的具有潜在功能的高丰度lncrna,利用病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing,vigs)对表型进行重复实验,筛选出其中具有稳定表型特征的lncrna基因。在筛选过程中,发现有些lncrna的棉花突变体具有生长相关的表型,结合lncrna近年来具有编码能力的文献报道,期望利用多种技术来探究lncrna的编码潜能及其编码的短肽与生长表型之间的关系。
2. 研究内容
3. 研究的方法与方案
1. 研究方法
1)本项目拟采取基因工程技术,对lncrna及潜在编码区域进行克隆
2)构建vigs,gfp载体探究lncrna的编码潜力及功能
4. 研究创新点
通过近几年的全基因组分析和 RNA深度测序技术,研究发现植物中存在大量的lncRNA,并参与在植物开花、雄性不育、营养代谢、生物和非生物胁迫等各个过程。在生长发育方面有拟南芥的春化作用调节、水稻的光敏感不育、黄瓜的雄性生殖还有玉米的花药发育方面;在逆境胁迫上,小麦的白粉病与高温的胁迫等都与lncRNA有比较大的关系。但对在棉花发育的分子调控机制探究,是lncRNA在植物发育生物学角度的一个突破。
虽然在动物中已经鉴定到了一些由的lncRNA编码的短肽,但在植物中lncRNA的短肽鉴定工作却非常缓慢。尽管早先在豆类植物中发现了由lncRNA ENOD40所编码的两个短肽,但ENOD40的作用机制是通过RNA还是短肽仍旧不是很清楚。最近的研究仍旧关注于在植物中利用生物信息学和测序技术来鉴定sORF以及其编码潜能,还未能找到一些发挥重大功能的lncRNA编码的短肽。相信本次棉花中lncRNA编码能力的研究会为lncRNA及棉花分子研究提供更多的思路。
5. 研究计划与进展
1)研究计划
2017年9月-11月:表型重复及qrt-pcr
2017年12月-2018年1月:基因结构及表达量分析,编码能力探究
