1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
一、本课题的意义
磷是植物生长发育必需的大量元素之一,但自然界土壤中的有效磷往往不足,而磷肥因极易被固定,利用率很低。因此现代农业不得不施用超剂量的磷肥来满足所需,同时也带来了水体富营养化等环境污染问题。水稻是我国的主要粮食作物,种植面积最大。参与水稻磷稳态的基因不仅受到转录因子,非编码rna以及蛋白质降解等途径的调控,可变剪切调控也参与其中。但我们对可变剪切调控磷稳态的分子机制仍然知之甚少。因此,研究磷稳态关键基因可变剪切调控的分子机制,能够为培育更高效利用磷营养的水稻新品种提供理论依据。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:
揭示可变剪切调控水稻体内磷稳态关键基因(ospho2,osspx1和osspx-mfs1)的分子机制及其生物学意义
研究内容:
3. 研究的方法与方案
技术路线:
获得rna-seq和可变剪切数据——可变剪切分析(rmats软件)——获得ospho2,osspx1和osspx-mfs1可变剪切形式——rna和蛋白质性质、结构预测(rnastructure,cpc2,transdecoder,motif scan,swiss-model)——可变剪切对转录后和翻译后调控的影响——推测可变剪切对磷稳态的分子机制
4. 研究创新点
最近有研究发现水稻中有9个磷信号基因在不同磷环境下发生可变剪切,暗示可变剪切调控在维持体内磷稳态中具有重要作用,但是其分子机制还不清楚。本研究利用生物信息学的方法和软件,重点关注3个关键基因(OsPHO2,OsSPX1和OsSPX-MFS1)的可变剪切形式及其对转录后和翻译后调控的影响,可以为揭示可变剪切调控水稻体内磷稳态的分子机制提供启示。
5. 研究计划与进展
研究计划:
4.20-4.26学习rmats软件,完成ospho2,osspx1和osspx-mfs1的可变剪切分析
4.27-4.30利用rnastructure软件,完成转录本变体rna二级结构预测
