比较转录组分析莲WRKY基因家族响应激素SA和JA的表达谱开题报告

 2020-02-20 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

wrky转录因子家族是仅存于高等植物中的一类锌指蛋白,参与植物的生长发育,能对环境胁迫和病原侵染作出响应。wrky作为植物中最大的转录因子家族,参与植物诸多生理生化过程,其名称源于一段靠近于c端由约60个氨基酸残基组成的高度保守的wrky保守域,这段区域包括n端的wrkygqk 序列和 c 端的锌指结构(zinc finger motif),能够与靶基因启动子区域中的w盒(t)tgacc(a/t) 或者sure(糖响应顺式元件)核苷酸序列特异性结合进而调控下游目标基因的表达。wrky转录因子蛋白在植物免疫反应中发挥重要作用,是植物免疫系统各通路的中心组件,包括mti、pti、eti、基本防御及系统获抗性。其次,wrky转录因子在植物的应激反应中也起关键作用,其网络涉及生物和非生物胁迫的各组成部分。wrky转录因子家族基因过表达能增强植物对盐和干旱胁迫的耐受性,同时增强抗病性。此外,wrky转录因子还在植物种子发芽、衰老及其他发育反应中发挥重要作用。wrky基因的作用机制有上游调控、下游调控和结构上的相互作用。但是目前关于wrky转录因子家族的研究主要是陆生植物,很少涉及到水生植物。

莲花是一种水生植物,属于莲科(nelumbonaceae)莲属(nelumbo),因其在佛教和印度教中的宗教意义而得名,在亚洲,作为一种食物已经有7000多年的历史,人们种植莲花是为了获得可食用的根茎、种子和叶子。其芽、花、花药、雄蕊、果实、叶、茎、根茎、根等均被用作治疗癌症、抑郁症、腹泻、心脏病、高血压和失眠的中草药,因此莲花是一种具有农业、药用、文化和宗教重要性的基础植物。有研究表明,植物莲体内有一种比较重要的生物碱的调控与wrky转录因子有关,故我们需要研究植物莲的wrky转录因子,探究wrky转录因子的作用。

wrky都是通过激素响应的,所以我们用水杨酸(salicylicacid,sa),茉莉酸类物质(jasmonates,jas)处理植物莲,探究植物莲被sa和ja处理后,wrky基因是否能够响应,又是如何变化的。sa是植物体内普遍存在的内源信号分子,具有重要的生理功能,在植物的生理方面发挥着重要的作用。研究表明,水杨酸在植物的抗病、抗旱、抗冷和抗盐等方面,以及对种子萌发、果实成熟和园艺产品保鲜等方面有明显作用。ja也是植物体内的一种生长调节物质,在调节植物生长发育、光合特性及抗逆反应等方面起着重要的作用,比如种子的萌发,植物的衰老和生长,花粉的孕育,球茎的形成,卷须的缠绕等等。研究表明,sa和ja在抑制生长、促进衰老及参与逆境胁迫反应时,可能以协同或者拮抗的效应发生作用。

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2. 研究的基本内容与方案

(1)研究(设计)的基本内容

  1. 对sa和ja处理的莲叶片转录组进行总体描述:数据量、表达的总基因数、总体gc含量、新基因数、基因的表达量、基因的差异表达量等等;

  2. 比较sa和ja处理条件下差异表达基因,并进行功能富集分析;

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    3. 研究计划与安排

    第1-2周:查阅文献,准备开题。

    第3周:完成毕业论文开题报告,确定实验技术路线。

    第4-14周:实验,结果分析,继续查阅文献,撰写论文,导师审阅,定稿。

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    4. 参考文献(12篇以上)

    1. ming r., vanburen r., liuy., yang m., han y., li l., zhang q., kim m., schatz m.c. et al. 2013. genomeof the long-living sacred lotus (nelumbo nucifera gaertn.) genome biology 14:r41.

    2. eulgem t, rushton p j,robatzek s, et al. the wrky superfamily of plant transcription factors.[j]. trends in plant science, 2000,5(5):199-206.

    3.张弦,潘扬.植物莲中生物碱类成分的研究概况.(2002)南京中医药大学学报,第18卷,第6期,382-384页。

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