1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
我国是一个严重缺水的国家,据统计,全国600多个城市中,有400多个城市存在供水不足问题,其中比较严重的缺水城市达114个。干旱严重时往往会导致植物生理性脱水,进而影响植物代谢、光合作用等过程。对人类而言,干旱引起作物减产的影响是最为严重的。如何通过科学手段认识和了解植物的耐旱性及如何提高植物的耐旱性成为一项重要的科研目标[1]。草坪具有净化和美化环境, 以及用于娱乐活动场地的功能。随着我国经济的发展和生态环境意识的加强, 草坪业正逐渐兴旺起来。而在城市用水原本就紧张的条件下,干旱胁迫是草坪草面临的主要逆境之一,培育抗旱草坪草新品种是解决这一难题的有效途径。
水是生命体重要的组成部分,参与生命体的代谢过程。水分的跨膜运输有两种方式,即通过脂质双分子层的自由扩散和由水通道蛋白(aquaporim,AQPs)[2]介导的快速运输。位于生物膜上的AQPs不仅有助于水分跨膜运输,更为重要的是它能使植物快速灵敏地调节细胞内与细胞间的水分流动,维持体内水分平衡,以便细胞正常进行各种生理活动[3]。
AQP基因研究较为清楚的是模式植物拟南芥、水稻和烟草等,已经从许多植物中分离鉴定出了AQP,玉米中的36种AQP基因已经被测序[4]拟南芥中有35种[5-6],水稻中有,33种[7]。
2. 研究的基本内容和问题
(1)研究目标
本项目拟采用同源序列克隆结合RACE的方法,克隆高羊茅品种凌志的水通道蛋白基因cDNA全长,以便为后期确定基因表达模式及揭示水通道蛋白在干旱和复水过程中的作用提供前期工作基础。
(2)研究内容
3. 研究的方法与方案
(1)研究方法
本研究所用植物材料为高羊茅品种凌志。营养体预培养:从本实验室资源圃中采集草块,植于塑料盆,温室中预培养30-45d,待健康均匀一致后移入生长箱。生长箱环境条件设置为:白天温度25℃,晚上温度20℃,光照时间14 h,光照强度600μmol m-2s-1,相对湿度752%。
实验一 PpAQP基因cDNA全长克隆
4. 研究创新点
与作物和模式植物相比,关于草坪草抗旱相关基因的研究较少,因此研究草坪草水通道蛋白与草坪草抗旱性的关系,可为草坪草抗旱研究奠定理论基础,有助于制定城市草坪绿地节水灌溉策略,实现节能减碳、保持城市绿化优美景观。
从抗旱性强的草坪草高羊茅品种凌志中克隆水通道蛋白基因,方便日后研究其在叶片和根系中干旱和复水后的表达调控机制,目前在国内外尚未见报道,本研究具有创新性和先进性。
5. 研究计划与进展
(1) 研究计划
2013.10-2013.11 查阅文献,撰写毕业生专业文献综述
2014.2-2014.3 做实验准备工作,将待测品种进行干旱处理
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