1. 研究目的与意义(文献综述)
在自然界中,植物的生长受到各种生物胁迫,如:各种病原菌的侵害。如何提高植物的抗病原菌能力是农业生产中亟待解决的问题。而近年来的研究发现有些转录因子家族参与植物对生物和非生物胁迫的应答反应,在转录水平上对基因的表达进行调控,而拟南芥中含有wrky家族转录因子中的74个成员,在植物的生长,发育,代谢等生理过程。环境新好刺激及对病原物的防御反应过程中发挥着重要作用。
wrky基因首先克隆于甘薯(impoea batatas),随后在约20多种植物中证实存在wrky蛋白,并阐明了相应的分子生物学功能。在wrky转录因子中,最主要的结构特点是各成员的dna结合域中都至少含有一个wrky结构域。wrky结构域是一段大约由60个高度保守的氨基酸残基所组成的多肽序列,其中wrkygqk为在所有成员中绝对保守的7个氨基酸残基。另外,wrky转录因子的dna结合域中一般都还含有一个锌指结构。wrky转录因子起源很早,因其n-端含有高度保守的wrkygqk序列而得名。wrky转录因子通过结合靶基因启动子区域w盒(c/t)tgac(t/c)核苷酸序列而调控相应基因表达。wrky转录因子参与了植物损伤、衰老、生长发育及代谢、植物防御等多种植物进程。wrky基因在植物体内并非组成型表达,目前已识别和克隆的wrky基因的表达受各种环境(如病原体、真菌诱导子、信号分子水杨酸及其功能类似物、植物不同发育阶段、干旱、低温、创伤、机械胁迫等)的诱导,其表达具有快速、瞬时等特点,同时还具有组织特异性。
植物在长期的进化过程中,至少形成了两套生化防御系统以抵御来自外界的伤害。一套防御反应由病原菌的侵染而引发,通过产生局部的过敏反应即对封闭损伤位点以预防病原菌的进一步侵染,即系统获得性抗性;另一套防御反应主要是通过各种信号分子激活植物体内防御基因的表达,从而使植物表现出对生物胁迫的抗性反应。wrky转录因子基因受各种生物胁迫和非生物胁迫的诱导表达,参与植物的胁迫应答。比如拟南芥atwrky18和atwrky70能够组成性的增强病程相关基因的表达,并且增强对细菌病原菌的抗性;拟南芥atwrky3和atwrky4在坏死营养型病原体(necrotrophicpathogens)抗性中发挥着积极的作用;atwrky4在活体营养型病原体(biotrophicpathogens)抗性中起负调控作用。
2. 研究的基本内容与方案
1, 1.实验基本内容
①培养拟南芥;
②病原菌botrytis cinerea,pectobacterium carotovorum,pseudomonassyringae pv tomato dc3000的活化,培养,稀释,侵染;
3. 研究计划与安排
第1-2周:查阅文献,准备开题。
第3周:完成毕业论文开题报告,确定实验技术路线。
第4-14周:实验,结果分析,继续查阅文献,撰写论文,导师审阅,定稿。
4. 参考文献(12篇以上)
1. paulj. rushton, imre e. somssich, patricia ringlerand qingxi j. shen. wrkytranscription factors (2010). trends inplant science 15:1360-1385.
2. tiedemann,a.v. (1997) evidence for a primary role of active oxygen species in inductionof host cell death during infection of bean leaves with botrytis cinerea. physiologicaland molecular plant pathology 50,151–166
3.张娟. wrky转录因子功能研究进展 (2009) 西北植物学报 29(10):2137-2145
