1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
铜(cu)是植物的必需营养元素,同时也是重要的环境污染物之一。
近年来,由于矿产资源大量开发利用,工业生产迅猛发展和各种化学产品、农药及化肥的广泛使用,cu对土壤、水体的污染越来越严重。
当cu在生物体内积累超过一定量时,即会对生物产生毒害。
2. 研究的基本内容和问题
目的:对水稻野生型及oswak基因抑制表达株系分别进行铜浓度梯度处理,通过分析其相关生理指标进行该基因的鉴定分析。
内容:oswak抑制表达对水稻生长及铜积累的影响。
明确oswak与其他信号分子之间的关系:利用抑制剂处理,研究oswak与其他信号分子在响应铜胁迫过程中的相互关系拟解决的关键问题:明确oswak在水稻耐铜性中的功能。
3. 研究的方法与方案
研究技术:以水稻为研究材料,施以过量cu,使其体内多种蛋白进行不同程度的表达,对分析不同浓度铜处理下野生型水稻和oswak11抑制表达水稻植株的生长状况,及其铜耐性相关的生理生化指标、耐性相关基因的表达。
技术路线参见附件实验方案:以水稻为研究材料,施以过量cu,使其体内多种蛋白进行不同程度的表达,对分析不同浓度铜处理下野生型水稻和oswak11抑制表达水稻植株的生长状况,及其铜耐性相关的生理生化指标、耐性相关基因的表达。
具体实验流程如下所示:1、对转基因水稻植株以及野生型分别进行铜浓度梯度处理。
4. 研究创新点
综合上述及本实验室前期的研究结果,设想铜胁迫诱导水稻WAK显著增加,过量铜可能影响细胞壁某种成分(如果胶或OGs等)与WAK的结合能力,从而进一步影响到WAK对靶蛋白(如OEE2或MAPK)的调节,通过这一靶蛋白启动植物细胞对重金属胁迫的耐性机制。
所以通过明确WAK胞外的结合配基及胞内调控的靶蛋白及与其他信号分子的关系,阐明WAK在植物响应铜胁迫的生理功能,这将丰富植物重金属耐性机理研究领域中的空白,同时研究结果也可为进一步克隆植物重金属耐性相关基因、并通过转基因技术提高敏感植物对重金属的抗性提供理论依据。
5. 研究计划与进展
研究计划:2014.072014.08 转基因水稻植株的鉴定筛选、播种、收种及整理,部分鉴定植株做表型差异预实验,以及对表皮气孔进行观察。
2014.092015.01 分析铜处理后转基因水稻株系与野生型的差异。
2015.022015.04 基因功能研究(铜积累的影响,oswak基因功能的初步研究)2015.05整理分析数据,撰写毕业论文,完成论文答辩。
