1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
意义及研究进展
硫化氢（hydrogen sulfide，h2s）是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体。经过长时间的研究，硫化氢已经被证明在动物体内可以发挥广泛的生理功能，如调节动物心脏和神经系统功能、舒张血管和消化道平滑肌以及抑制平滑肌细胞增殖等[1,2,3]，使其被确认为是继一氧化氮(no)和一氧化碳(co)之后第三种气体信号分子。研究表明信号分子no与h2s之间存在重要的协同性调节作用，h2s 参与调节植物生长发育、增强植物生物和非生物抗逆性、延缓植物衰老等多种生理过程。
尽管已有研究表明，h2s可参与调节植物的多种代谢过程，提高植物对非生物胁迫的耐受性，但目前的研究主要是基于药理学方法，如外源h2s供体、h2s清除剂、h2s抑制剂等的使用[4]。因此，产生内源性h2s的关键酶以及内源性h2s对生物体的影响还有待进一步探讨。在植物中，h2s可以由半胱氨酸脱硫酶（cdes）、亚硫酸盐还原酶（sir）、氰基丙氨酸合酶（cas）和碳酸酐酶（ca）内源生成。最近的研究结果表明，cdes参与了植物生长和种子萌发等非生物胁迫的调控[5]，cd胁迫[6]以及干旱胁迫[7]。此外，在丝氨酸乙酰转移酶（sat）和邻乙酰丝氨酸（硫醇）裂解酶（oas-tl）催化生成半胱氨酸的反应中，h2s也可以作为副反应生成[8]。最近的一项研究报道了一种假定的水稻l-半胱氨酸脱硫酶（l-cdes）编码一种调节植物耐镉性的真l-半胱氨酸合成酶[9]。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
克隆表达二穗短柄草dcd基因，并进行酶学活性鉴定
3. 研究的方法与方案
研究方法
逆转录、pcr用于扩增目的基因；
t载体酶连构建含目的基因的表达载体；
4. 研究创新点
硫化氢是植物体内重要的气体信号分子，可参与植物的各种生长发育过程，包括种子萌发，根系发育，植物衰老，以及气孔运动。此外，据报道，H2S还可以帮助植物调节多种非生物胁迫，如干旱胁迫，盐胁迫，重金属胁迫，氧化应激和高温胁迫。尽管之前的研究表明H2S可以参与调节植物的许多代谢过程，提高植物对非生物胁迫的耐受性，目前的研究主要基于药理学方法，如外源H2S供体、H2S清除剂、H2S抑制剂等的应用。对于植物内源性H2S的产生的关键酶和内源性H2S对生物体的影响还有待进一步研究。半胱氨酸脱硫酶（CDes）包括D-和L-半胱氨酸脱硫酶（D/L-CDes），它们将L-或D-半胱氨酸降解为H2S、丙酮酸盐和铵。因此半胱氨酸脱硫酶被认为是植物内源H2S生成的关键酶。已有研究从水稻中克隆出具有DCDes活性的蛋白，并证明了该蛋白是一种潜在的重要的水稻内源H2S产生酶，可能在植物生长调节和化学刺激中发挥重要作用。本实验基于对水稻DCD基因的研究，以模式植物二穗短柄草为研究材料，探究其DCD基因表达蛋白功能与性质，为以后小麦DCD基因的研究打下基础。
5. 研究计划与进展
研究计划
2019年10月-2019年12月，查阅资料、文献；学习和熟悉基本实验操作。
2019年12月-2020年1月，构建含基因dcd全长的重组质粒。
