早實核桃(Juglans regia L.)花器官變異及花發(fā)育相關(guān)基因克隆研究的開題報告

早實核桃(JuglansregiaL.)花器官變異及花發(fā)育相關(guān)基因克隆研究的開題報告一、研究背景及意義核桃是一種經(jīng)濟(jì)價值和藥用價值都很高的落葉喬木，其果實含有豐富的營養(yǎng)成分，是一種重要的氣候適應(yīng)性果樹。然而，核桃的繁殖能力受到很大限制，產(chǎn)量較低，并且花器官存在較為嚴(yán)重的變異現(xiàn)象，這些都阻礙了其規(guī)?；N植和產(chǎn)量提高。因此，研究核桃花器官變異和花發(fā)育相關(guān)基因?qū)τ诖龠M(jìn)核桃生產(chǎn)具有重要意義。二、研究內(nèi)容及目標(biāo)本項目旨在通過實核桃花期的采集和分析，探究核桃花器官變異的特點(diǎn)，以及在此基礎(chǔ)上克隆與花發(fā)育相關(guān)的基因，并對其進(jìn)行功能分析，以期為進(jìn)一步提高核桃繁殖能力和產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下：1.采集早實核桃不同階段的花器官，用組織學(xué)和電子顯微鏡等技術(shù)對其進(jìn)行形態(tài)解剖和結(jié)構(gòu)分析。2.構(gòu)建早實核桃花芽和開花期cDNA文庫，篩選與花發(fā)育相關(guān)的候選基因。3.使用生物信息學(xué)技術(shù)對篩選出的候選基因進(jìn)行比對和進(jìn)化分析，鑒定其亞細(xì)胞定位、表達(dá)模式和篩選出的關(guān)鍵基因進(jìn)行克隆。4.通過基因克隆技術(shù)獲得花發(fā)育相關(guān)基因的全長序列，并建立轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行生物學(xué)功能分析。5.通過對早實核桃花發(fā)育相關(guān)基因的功能分析，研究其對花器官變異的調(diào)控作用，為核桃優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。三、研究方法1.采集不同階段的早實核桃花器官，用組織學(xué)和電子顯微鏡等技術(shù)對其進(jìn)行分析。2.使用TRIzol提取早實核桃不同生長階段的總RNA，利用SMARTer和IlluminaHiseq技術(shù)建立cDNA庫。3.使用NCBI和Uniprot數(shù)據(jù)庫，通過Blast和HMMER算法，篩選出與花發(fā)育相關(guān)的候選基因。4.克隆與花發(fā)育相關(guān)的基因RT-PCR擴(kuò)增、TA克隆及PCR產(chǎn)物克隆測序等步驟，揭示其全長序列、亞細(xì)胞定位和表達(dá)模式等屬性。5.建立早實核桃花發(fā)育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)化體系，用過表達(dá)和沉默等技術(shù)進(jìn)行功能分析。四、研究預(yù)期成果1.對早實核桃花器官的形態(tài)解剖和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行全面分析，探究早實核桃花器官變異的規(guī)律和機(jī)制。2.克隆多個與花發(fā)育相關(guān)的基因，研究其在早實核桃花器官變異中的調(diào)控作用。3.建立早實核桃花發(fā)育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)化體系，并進(jìn)行功能分析，為進(jìn)一步調(diào)控核桃花發(fā)育實現(xiàn)高質(zhì)量和高效量的技術(shù)提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)。5.參考文獻(xiàn)1.GAO,Z..花的形態(tài)發(fā)生、遺傳和育種基礎(chǔ).1sted.長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2002.pp.178-186.2.KOWALSKI,S.P.;STANGE,R.R.Thefemalegametophyteinfloweringplants.ThePlantCell,[s.l.],v.7,n.8,p.1083–1090,1995.3.LI,Y.;WANG,T.Solvingthemysteryofwalnut:progressingeneticsandbiotechnology.Foodscienceandhumanwellness,[s.l.],v.4,n.1,p.1–7,2015.4.LOMBARDO,V.A.;BELLO,L.D.D.Fundamentalaspectsofplantgrowth,yieldandqualityinwalnut.MiddleEastJournalofAgricultureResearch,[s.l.],v.3,n.3,p.275–284,2014.5.WANG,Y.etal.DeNovoAssemblyoftheWalnut(JuglansregiaL.)TranscriptomeUsingRNA-SeqData:GeneratingReferenceTranscriptomesforNext-GenerationSequencing-BasedGeneDiscovery.PLOSONE,[s.l.],v.8,n.11,p.e85057,2013.6.WU,J.etal.Denovoassemblyofthewalnut(JuglansregiaL.)genomeusingPacBiolong-readsequencingtechnol