1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
abc(atp-bindingcassette)转运蛋白质家族是生物体内最大的跨膜蛋白质家族之一,广泛存在于真菌、植物、人类中[1]。在植物体内中大约有100种abc转运蛋白[2],主要存在于质膜、细胞膜、线粒体等膜上,可以运输重金属离子、植物激素等物质;在人体中大约有50-70种abc转运蛋白,该蛋白广泛存在于各种组织器官中,也存在于肿瘤细胞中,主要吸收外源药物、解毒排毒等功能[1];在真菌中该蛋白具有运输药物的作用以提高真菌本身的耐药性作用[3]。abc转运蛋白质结构具有四个结构域由2个nbd和2个tmd构成。nbd:由几个高度保守的walker a和walker b序列,保守性略差的h环、q环组成和abc蛋白特异性位点构成,具有水解atp作用;tmd形成结合位点,能够特异性识别底物结合位点[4]。abc转运蛋白具有八大亚家族:abca、abcb、abcc、abcd、 abce、abcf、abcg[4]。
dudler r等人[5]第1次从拟南芥中克隆出植物abc转运蛋白atpgpl(又称为atmdrl)。随后拟南芥、水稻、小麦中的abc转运蛋白基因陆续被克隆。根据序列分析,拟南芥和水稻中大约有120多种abc转运蛋白基因[6]。miyounglee等发现atpdr12有助于拟南芥抵抗铅的能力[7]。guo xiong chen等发现abcg亚家族的蛋白对水稻和小麦叶片保水很重要[8]。ann moons发现ospdr9能够运输锌离子、镉离子、钴离子但不能运输钠离子,它同时还能运输植物激素,如:aba,naa,ja[9]。大量的研究表明,abc转运蛋白质家族与非生物胁迫有密切的联系,该蛋白能够提高植物的耐逆能力,但该家族的基因还有较多没有被克隆出来,所以对其功能的了解还不是很全面。
水稻(oryza sativa )为禾本科一年生的草本植物,是重要的粮食和经济作物。世界上大多数国家都种植水稻,尤其是在亚洲。在我国农业方面一直是主要经济作物之一。重金属离子、盐胁迫在农业上是一个非常重要的非生物胁迫之一,它能够影响水稻的生长发育和产量[10]。abc转运蛋白质能够提高植物对非生物胁迫耐逆能力,所以我们可以利用该基因提高农作物的抗逆能力从而提高农作物的产量及品质。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:
(1)鉴定t-dna是否成功插入到植物材料中;
(2)分析ospdr-α基因在中花11号水稻中组织特异性表达以及不同金属离子对ospdr-α基因表达的影响;
3. 研究的方法与方案
研究方法:
(1)水稻幼苗的培养
将浸泡2~3d的水稻种子播种在96孔板中,然后将水稻种子放在水稻专用的培养盒中培养,先用水培养7d左右,然后换用水稻专用的营养液培养,培养至两叶一心期进行处理。
4. 研究创新点
迄今为止,水稻中有些ABC转运蛋白功能还没有被阐述,本课题所研究的Ospdr-α基因至今还没有被克隆出来,所以对该基因的功能了解还是很有限。本课题通过实验对该基因作进一步分析,为该基因的应用提供理论基础。
5. 研究计划与进展
2014年8月2014年10月
查阅国内外相关的文献,设计实验方案,实验材料的收集,学习相关生物信息学软件;
2014年10月2014年12月
