酵母双杂交筛选菊花BBX6和BBX7互作蛋白的研究开题报告

 2022-02-07 17:24:17

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

菊花起源于我国,是经长期人工选择培育出的名贵观赏花卉,在我国有三千多年的栽培历史,是我国十大传统名花和世界四大切花之一,产量居四大切花之首,在生产和园林应用中占有十分重要的地位。开花时间是植物的一个重要性状,它不仅决定了植物在某一生态区域的适应性,同时也与人类生活息息相关。成花转变过程由植物自身遗传因子和外界环境因素两方面共同决定,并受错综复杂的网络信号传导途径调控。近年来利用分子遗传学方法对拟南芥开花突变体进行研究表明存在四条主要的开花促进途径:光周期途径(photoperiod pathway)、春化途径(vernalization path way)、赤霉素途径(ga pathway)和自主途径(autonomous pathway) (simpson and dean, 2002;komeda, 2004),其中光周期途径是目前为止研究得较为清楚的一条途径。在实际生产中,人们通过调整光照时间长短调节光周期敏感的栽培植物的开花时间,从而进行周年生产,满足消费者的周年需求。

高等植物由营养生长向生殖生长转换的过程称为成花转变(flowering transition),这一过程是由内部遗传因子与外界环境条件相互协调控制的(雍伟东等, 2000)。这一过程决定了植物的开花时间(flowering time)。开花是高等植物由营养生长向生殖生长转变的标志,为了揭示植物开花转变的分子基础, 从模式植物拟南芥分离了大量晚花和早花突变体, 并克隆了相应的突变基因,根据这些突变基因在拟南芥开花控制中的作用, 确定至少有四条调控开花时间的信号途径即光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径。

[1]kobayashi k, yasuno n, sato y, yoda m, yamazaki r, kimizu m, yoshida h, nagamura y, kyozuka j: inflorescence meristem identity in rice is specified by overlapping functions of three ap1/ful-like mads box genes and pap2, a sepallata mads box gene. the plant cell online 2012, 24(5):1848-1859.[2]kotoda n, hayashi h, suzuki m, igarashi m, hatsuyama y, kidou s-i, igasaki t, nishiguchi m, yano k, shimizu t: molecular characterization of flowering locus t-like genes of apple (malusdomestica borkh.). plant and cell physiology 2010, 51(4):561-575.[3]lifschitz e, eshed y: universal florigenic signals triggered by ft homologues regulate growth and flowering cycles in perennial day-neutral tomato. journal of experimental botany 2006, 57(13):3405-3414.[4]shalit a, rozman a, goldshmidt a, alvarez jp, bowman jl, eshed y, lifschitz e: the flowering hormone florigen functions as a general systemic regulator of growth and termination. proceedings of the national academy of sciences 2009, 106(20):8392-8397.

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2. 研究的基本内容和问题

1)研究目标:通过研究菊花成花诱导的分子机理来实现对菊花花期的调控,从而宏观调控菊花的上市时间和价格。

2)研究内容:前期通过扩增、测序、拼接、序列比对得到基因cmbbx6cmbbx7全长,并构建了这两个基因的载体,在此基础上对这两个基因进行分段,构建无转录激活活性的b-box结构域载体并进行双杂筛库,最后在酵母中进行蛋白的互作验证。

3)拟解决的关键问题:筛选与cmbbx6,cmbbx7互作的蛋白。

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3. 研究的方法与方案

1) 材料选择:菊花品种优香

2) 开花相关基因的克隆:从菊花脑冷、热表达谱数据库及优香光周期数据库中筛选到两个基因:将这两个基因与拟南芥bbxs家族成员进行系统进化分析,分别命名为cmbbx6cmbbx7。3-race和5-race扩增,测序、拼接、序列比对得到基因cmbbx6cmbbx7全长。

3) cmbbx6cmbbx7基因对拟南芥遗传转化:构建cmbbx6cmbbx7基因的植物超表达载体,通过农杆菌介导法转化拟南芥(浸花法),通过分子检测获得转基因植株。

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4. 研究创新点

材料创新:本研究前期从菊花脑冷、热表达谱数据库及优香光周期数据库中筛选到两个基因:将这两个基因与拟南芥BBXs家族成员进行系统进化分析,分别命名为CmBBX6CmBBX7。以神马叶片为材料提取mRNA,通过RT-PCR, 3-RACE和5-RACE扩增,测序、拼接、序列比对得到基因CmBBX6CmBBX7全长。

5. 研究计划与进展

1) 2015.09-2015.11:利用已构建好的低温处理文库做酵母双杂实验,筛选CmBBX6CmBBX7互作蛋白,同时进行转基因菊花实验。

2) 2015.11-2015.04: 利用双分子荧光互补实验(BiFC),Pull-down实验,免疫共沉淀实验(CoIP)对CmBBX6CmBBX7互作蛋白进行互作验证。

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