在拟南芥中过量表达杨树ATAF1基因研究开题报告

1. 研究目的与意义

NAC基因家族中，ATAF1的过量表达在植物生长发育中具有重要的调控作用，而且也参与抵抗植物面临的干旱，高盐，低温等非生物和病原菌侵染等生物胁迫。由于杨树ATAF1基因存在多种可变剪接形式，而且在表达水平中不存在差异，因此在本研究中，我们基于分子生物学基础知识，基本分子生物学研究技术和基本组织培养知识，将不同的可变剪接形式分别克隆到植物表达载体上，转化拟南芥，为将来开展杨树ATAF1在蛋白水平上的调控研究提供实验材料，并且分析不同可变形式在功能上的功能。

2. 国内外研究现状分析

拟南芥中afaf1基因属于nac家族中的一员，在植物生长发育、植物抵抗生物和非生物逆境胁迫反应中具有重要的调控作用，其过量表达可以改变其对干旱，盐碱和抗病性的应答反应。经研究，杨树具有4个与拟南芥直系同源的ataf1基因，且杨树的afaf1基因还存在至少两种形式的可变剪接，可以产生两种编码蛋白。

上海市农业科学院生物技术研究所的彭日荷，高峰等人在《基因组水平上杨树nac基因家族的初步分析》中采用位点特异性反复比对psi-blast的方法搜索整个杨树基因组对杨树的nac基因进行了全面的阐述，并特别强调了与拟南芥中同源的ataf1基因。

杭州师范大学生命与环境科学学院的黄吉祥、任丽萍等人在《植物抗胁迫类转录因子研究进展》中特别强调了nac类转录因子在植物抗逆和防卫反应中起重要作用。通过转基技术使一个特定转录因子在作物体内过量表达,就可通过它促使多个功能基因发挥作用。

3. 研究的基本内容与计划

使用gateway技术构建杨树ataf1基因的植物表达载体，将植物表达载体转化入农杆菌中，栽培拟南芥生态型col-o，使用花絮浸润的方法将ataf1基因转入拟南芥，拟南芥to代种子抗生素筛选，拟南芥t1代种子遗传分析实验。

实验数据采集主要涉及载体构建过程中琼脂糖电泳图片，t0代种子筛选照片,t1代种子分离比数据和相关照片。

结果分析主要包括载体构建过程中测序产生的dna序列分析和t1代种子分离比数据分析。

4. 研究创新点

针对于NAC一员的拟南芥ATAF1基因有着较为专业的研究，但对于与拟南芥有4个ATAF1直系同源基因的研究较少，且其至少两种形式的可变剪切和编码蛋白研究较少，通过在拟南芥中过量表达杨树ATAF1基因，观察其表型，对于揭示不同物种中ATAF1基因的功能具有独特的意义。