WUS及AG在果梅不同雌蕊品种中的表达部位分析开题报告

全文总字数：10982字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.课题的目的和意义

果梅（prunus mumesieb. et zucc.）是原产于中国的蔷薇科李属植物，营养丰富，不但富含多种有机酸，且呈强生理碱性，能中和酸性食物以维持人体健康，因此果梅对于人类而言是重要的健康食品^[1]。当前，果梅主要用于果脯、饮品等的加工，远销国外，具有极高的经济价值，是我国主要出口的果品之一。

雌蕊用于产生雌配子或含有卵细胞的胚囊，为受精卵提供营养；此外还可以区别自交亲和与自交不亲和花粉，其正常发育对于植物的生理重要性不言而喻。对于果梅而言，梅雌蕊的正常发育影响到果梅产量，因此是果梅研究的重中之重。李晓颖等对330个梅花品种展开研究，发现其雌蕊有多种形态，其中单瓣品种的梅花雌蕊多发达，数量为1枚，且发育正常，多数能结实; 重瓣花雌蕊则体现出较大的差异性，有的雌蕊完全正常，也有的完全退化，雌蕊数为1枚到多枚不等。根据统计结果，雌蕊上下限数目为15~0枚;其中占41.21%的136个品种的雌蕊数目分布于1～6个之间^[1]。mads-box基因除调控开花时间外，对花器官形成具有重要调节作用。徐宗大通过对（梅花花器官发育相关）mads-box基因的表达模式、蛋白互作模式、转入拟南芥表型变化及与其他植物同源基因的比较，提出了梅花花器官发育的分子调控模型，即梅花花原基由pmapetala1（pmap1）、pmfruitfull1（pmful1）、pmfruitfull2（pmful2）、pmsepallata1（pmsep1）和pmsepallata4（pmsep4）参与决定；萼片由pmap1、pmful2、pmsep1和pmsep4调控；花瓣由pmful2、pmapetala3（pmap3）、pmapetala3-2（pmap3-2）、pmpi、pmsepallata2（pmsep2）和pmsepallata3（pmsep3）决定；雄蕊由pmap3、pmpistillata（pmpi）、pmagamous（pmag）、pmsep2和pmsep3决定；雌蕊由pmag、pmsep2和pmsep3决定^[2]。hou et al通过克隆获得梅花ag基因，原位杂交发现pmagmrna在萼片、心皮和雄蕊高度表达^[3]。

2. 研究的基本内容和问题

1. 研究内容

以一花一雌蕊品种“青佳2号”和一花多雌蕊品种“品字梅”为研究对象，通过物候期观察“品字梅”多雌蕊现象，采用石蜡切片等解剖学研究来确定多雌蕊分化过程的关键时期；利用原位杂交技术观察ag、wus的mrna在花芽中的表达情况及终止时期；检测ag及h3k27me3蛋白表达量情况，随后进行染色体免疫共沉淀反应（chromatin immunoprecipitation，chip），鉴定wus与ag及h3k27me3蛋白的结合情况并结合lncrna测序（lncrna-seq）筛选两个品种间的差异表达的与pcg相关的lncrna，以提出ag-wus-pcg-lncrna在梅多雌蕊分化过程中的调控模型。具体研究如下：

（1）观察“品字梅”多雌蕊分化过程中物候、表观特征与组织结构变化关联性分析：

3. 研究的方法与方案

1. 拟采用的研究方案

研究方法：本研究从分子生物学和生物化学相结合的角度，以原梅品种中一花一雌蕊品种“青佳2号”和原梅变种一花多雌蕊品种“品字梅”为研究对象，通过物候期观察表征“品字梅”多雌蕊现象，采用相机拍照进行外部形态的观察，石蜡切片等解剖学研究来确定多雌蕊分化过程的关键时期；并结合原位杂交、western、chip以及 lncrna 测序等技术，观察ag、wus的mrna在花芽中的表达情况及终止时期，检测ag及h3k27me3蛋白表达量，wus与ag蛋白及h3k27me3蛋白的结合情况，拟鉴定与梅一花多雌蕊分化相关的lncrna并最终确定ag-wus-pcg-lncrna在梅多雌蕊分化过程中的调控模型。

技术路线：

研究方案：

4. 研究创新点

本实验特色

从分子层面着手，通过形态观察、切片分析、测序等手段深入研究果梅一花多雌蕊形成的根本原因，为这一领域的相关研究提供参考方向。

5. 研究计划与进展

1. 年度研究计划

2016 年度：观察梅物候期，建立梅花芽外部形态与组织结构的关系，确立梅多雌蕊分化时期；2017 年度：合成原位杂交所需的 ag 和 wus 探针，完成原位杂交试验；合成 ag 和h3k27me3 抗体，完成 western 试验；2018 年度：完成 chip 和 lncrna-seq 试验，找出差异表达的 lncrna。每阶段试验结束，及时总结，撰写论文和投稿，同时了解最新研究动态，及时修改补充研究内容。

2. 预期研究结果