南京地区几种植原体病害的鉴定与植原体分类研究开题报告

 2022-02-07 17:23:45

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:植原体(phytoplasma),原称类菌原体(简称mlo),由日本学者土居养二发现于20世纪60年代末,发现初始仅能确定其是一类与细菌相似、但无细胞壁的原核生物[1]。

后经研究发现植原体分布十分广泛,多存在于植物韧皮和昆虫体内,传播途径较单一,一般由携带植原体的昆虫取食植物韧皮部后互相传播,植物感染植原体后会出现一些病害症状如丛枝、黄化等,这对农作物生产和林业发展具有重要危害[2]。

因此,对植原体进行系统全面的分类显得尤为重要。

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标:在南京地区寻找具有丛枝、黄化等现象的植物,鉴定出其中属于植原体病害的种类,并对这几种植原体进行分类研究。

研究内容:(1)从南京地区采集病害症状植物的叶片(2)从上述叶片中提取DNA(3)进行直接PCR(4)进行巢式PCR(5)对PCR产物进行TA克隆(6)对克隆产物进行测序验证(7)将基因序列与植原体序列进行比对(8)分析比对结果得出结论拟解决的关键问题:1.植物DNA的提取方法2.PCR仪及巢式PCR仪的使用方法3.TA克隆的操作方法4.测序验证操作步骤5.基因序列比对方法

3. 研究的方法与方案

研究方法:本实验主要采用核酸分析技术鉴定常见的几种植原体并对其进行鉴定分类,实验中主要运用的研究方法有:DNA提取技术、PCR技术、TA克隆技术、基因测序技术等。

技术路线:采样(在南京当地采集具有黄化、丛枝病症的草本或木本植物叶片)按照植物DNA提取方法,提取样本的DNA对样本DNA进行直接PCR扩增将直接PCR产物再进行巢式PCR对PCR产物进行TA克隆获得适合浓度的基因片段产物将上述所得克隆产物进行测序验证测序所得基因序列与植原体基因序列比对实验方案:1.从南京地区(南京农业大学附近)采集具有病害症状(黄化、丛枝等)的植物叶片2.运用植物DNA提取方法从上述叶片中提取到DNA3.将样本DNA进行直接PCR扩增4.再将直接PCR产物进行巢式PCR扩增5.对所获得的PCR产物进行TA克隆获得浓度适宜的基因片段6.将此克隆产物进行基因测序验证7.将测得的基因序列与植原体序列进行比对分析8.分析比对结果得出结论可行性分析:本课题采用的实验方法是经查阅大量国内外文献并咨询指导教师后制定,具有相应的理论基础;实验中所采用的技术方法(DNA提取、PCR技术等)均为本科阶段常用实验技术,易于操作和执行;实验所用器材和材料也均为常见易得,实验成本在可接受范围内,故本实验具有较大的可行性。

4. 研究创新点

本课题的特色在于采用当今最新的核酸分析技术对植原体进行鉴定分类,这种方法相对于传统鉴别分类技术,具有许多优点:1.成本低:本实验仅从南京当地病害植物采集若干叶片便能进行实验,实验中所用仪器也是一般的常见仪器,如PCR仪等;2.耗时短:从最初样本采集到最后的结果分析历时仅为几个月时间;3.操作方便:该实验涉及了核酸提取、PCR等技术方法,都是基本的生化实验技术方法,在本科阶段均已学习操作过;准确性高:相较于传统的分类方法,本实验从分子水平上阐述了植原体的种类区别特征,更客观准确的对植原体进行分类。

5. 研究计划与进展

1.查阅文献及学习实验操作阶段(2015.10-2015.11)预期进展:查阅植原体鉴定和分类相关文献,熟悉DNA提取、PCR及巢式PCR技术、TA克隆技术操作方法;2.样本采集及预实验阶段(2015.10-2016.3)预期进展:在南京当地采集到具有病害症状的植物叶片,初步对采集样本进行预实验(主要为DNA提取);3.正式实验阶段(2016.3-2016.4)预期进展:成功提取到样本DNA,成功获得PCR产物和克隆产物,顺利进行基因测序,与植原体基因进行比对验证,完成植原体的鉴定和分类;4.结果分析和撰写论文阶段(2016.4-2016.5)  预期进展:对实验结果进行汇总整理,认真撰写实验论文(以上是本课题的大致安排,因研究内容互相关联,工作的重点还将根据实验的具体进展情况进行适当调整。

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