1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
本课题的意义：水稻是我国重要的粮食作物，其种子活力的提高对我国实现水稻高产、优质、高效生产具有重要的意义。
半胱氨酸蛋白酶是植物体中重要的蛋白水解酶，广泛参与种子萌发、幼苗发育、胁迫响应等生理过程。
在植物体中，半胱氨酸蛋白酶主要参与贮存蛋白的沉积和降解；对非生物胁迫和生物胁迫的响应；植物体的衰老和细胞程序性死亡（pcd）等。
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标：通过农杆菌侵染水稻愈伤组织的方法，将OsCPx基因导入，筛选出能生根并含有目的基因的幼苗进行培养，以空载体为对照实验，分析OsCPx基因突变体和野生型在种子萌发和幼苗生长方面的表型差异，分析表型差异产生的生理方面的原因，包括种子蛋白酶活性的变化、蛋白质和氨基酸含量变化等。通过实验学会基本的载体构建过程、质粒提取、引物设计、数据处理等技能。内容：本课题着眼于探究水稻OsCPx基因在水稻的生理活动过程中所起到的作用，在这方面研究的论文还不算太多，通过比较水稻OsCPx基因突变体和野生型的表型上存在的差异，接着测定其两者的蛋白质酶含量、蛋白质和氨基酸含量等生理指标，通过比较两者间生理指标的不同，从而推测引起其表型差异的生理机制方面的原因。拟解决的关键问题：1、通过OsCPx基因构建原核表达载体，转化到大肠杆菌中，表达出重组蛋白2、阐明突变体与野生型之间存在的表型差异，以及与上述各项生理因素之间的联系
3、实验过程中愈伤组织容易受杂菌污染的问题
3. 研究的方法与方案
研究方法：本研究主要会用到农杆菌转化法，首先选取空的质粒载体，通过双酶切反应酶切载体和目的基因，再通过酶连反应连接载体和空质粒，得到完整的重组质粒。将重组质粒转化到农杆菌感受态细胞中，并用该细胞侵染水稻的愈伤组织，随后置于培养基中培养数日，待愈伤组织长出新芽的时候，切下新芽并转入含有抗生素的生根培养基下进行筛选；将能够在生根培养基中长出根的幼苗的芽切下，再次插入到生根培养基中，在相同条件下继续筛选，挑选能长出根的幼苗进行继续培养。
技术路线：
4. 研究创新点
目前关于水稻半胱氨酸蛋白酶方面的研究较少，对于包括了半胱氨酸蛋白酶基因在水稻生长发育中的功能尚未明确，前人的研究还停留在了该类蛋白酶的特征分析及其原核表达与纯化，而后续的体外活性分析还需要进一步的实验进行完善。
本实验希望能从生理机制方面来了解oscpx基因对水稻种子萌发和幼苗生长的影响方式。
通过突变体与野生型的蛋白酶含量、蛋白质和氨基酸含量等生理指标之间的比较来分析两者表型差异的来源，在此基础上，也能为后续的实验提供数据和理论支持。
5. 研究计划与进展
研究计划：在寒假之前本人便进入实验室跟着师姐了解了实验基础操作，学习了有关水稻种子幼苗培养的相关知识，掌握了一些基本的实验技能，并在此基础上开展了部分有关突变体和野生型种子及幼苗的相关实验。在寒假里，我开始搜索和阅读相关文献，结合之前自己动手参与的实验操作来加深自己所学的内容，希望能争取在学校开学后立即开始根据现有的数据进行后续的实验操作，在规定时间内完成后面一系列的实验，完成毕业设计。
预期研究进展：假期结束返校后，沿着现有的实验进度继续进行实验，在需要加紧进度的情况下，完成突变体和野生型幼苗的培养并记录相关数据。在5月份前，完成愈伤组织的侵染以及幼苗的培养。探究oscpx基因突变体和野生型水稻种子萌发和幼苗生长之间的差异，推测水稻oscpx基因突变体会表现出形态缺陷和生长缺陷，可能会导致相应的突变系种子萌发较晚、发芽率低、矮小、分蘖数少、根系生长受抑制等后果。在完成实验的基础上，完成研究报告，撰写论文。
