全文总字数：1355字
1. 研究目的与意义
鸟苷酸及其代谢衍生物是胞内核酸合成的底物，也是重要的信号分子。鸟苷酸（GMP）通过鸟苷酸激酶（GKs）和核苷二磷酸激酶 （NDK）催化，分别产生二磷酸鸟苷（GDP）和三磷酸鸟苷（GTP），GTP在鸟苷酸环化酶（GC）催化下，生成胞内重要的信号分子环化鸟苷酸（cGMP）。GKs直接影响GDP/GMP胞内比例，进而影响cGMP的产生。在原核生物、低等真核生物和节枝动物中，GKs非常保守，突变致死。关于GKs在高等生物中的功能目前还知之甚少。本课题前期工作中发现模式植物拟南芥中一个GK基因突变后，植株胚珠发育异常，导致植株雌性不育。 为了更进一步了解该基因的功能，挖掘其表达特征，本课题拟克隆该基因转录起始点至上游2068bp的序列（启动子区），通过生物信息学分析，寻找顺式作用元件，通过点突变PCR和重叠PCR方法，缺失相关元件，并与β-葡萄糖苷酸酶报告基因（GUS）融合，转化野生型拟南芥，分析转基因植株中该基因的时空表达模式，确定该基因的表达特征。解析鸟苷酸激酶基因功能对探究高等植物生殖发育机制具有重要的理论意义和广泛的应用价值。
2. 国内外研究现状分析
目前,在启动子研究方面 ,可以说已取得了重大进步 , 启动子序列克隆的多种方法促进了启动子分离技术的突飞猛进，各类型的启动子不断得到分离,为基因工程的进一步研究奠定了坚实的基础。另一方面, 启动子的功能分析多年来都是通过实验进行, 随着人类基因组测序工作的完成, 利用生物信息学方法来预测启动子的功能属性得到广泛应用; 然而, 一些生物信息学工具根据实验获得的转录因子结合特性来描述启动子的序列特征, 并以此作为启动子预测的依据, 实际效果并不十分理想, 遗漏和假阳性都较严重。因此，启动子功能分析的方法仍需进一步完善。启动子作为一种基因表达的重要顺式作用元件 ,从 1983年第一株转基因植物问世以来 ,一直是基因工程中的研究热点 ,随着生物学、遗传学和分子生物学的不断发展 ,将会有更多的启动子得到分离和分析 ,并应用于基因工程。
3. 研究的基本内容与计划
本课题前期工作中发现模式植物拟南芥中一个GK基因突变后，植株胚珠发育异常，导致植株雌性不育。为了更进一步了解给基因的功能，挖掘其表达特征，本课题拟克隆该基因转录起始点至上游2068bp的序列（启动子区），通过生物信息学分析，寻找顺式作用元件，通过点突变PCR和重叠PCR方法，缺失相关元件，并与β-葡萄糖苷酸酶报告基因（GUS）融合，转化野生型拟南芥，分析转基因植株中该基因的时空表达模式，确定该基因的表达特征。
4. 研究创新点
鸟苷酸及其代谢衍生物是胞内核酸合成的底物，也是重要的信号分子。鸟苷酸（GMP）通过鸟苷酸激酶（GKs）和核苷二磷酸激酶 （NDK）催化，分别产生二磷酸鸟苷（GDP）和三磷酸鸟苷（GTP），GTP在鸟苷酸环化酶（GC）催化下，生成胞内重要的信号分子环化鸟苷酸（cGMP）。GKs直接影响GDP/GMP胞内比例，进而影响cGMP的产生。在原核生物、低等真核生物和节枝动物中，GKs非常保守，突变致死。关于GKs在高等生物中的功能目前还知之甚少。解析鸟苷酸激酶基因功能对探究高等植物生殖发育机制具有重要的理论意义和广泛的应用价值。
