大豆硝酸盐转运蛋白基因GmNPF5.25的表达模式分析开题报告

全文总字数：9744字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义

豆科（拉丁学名：leguminosae sp.）为双子叶植物纲、蔷薇目支下的一个科，属于乔木、灌木、亚灌木或草本，直立或攀援，常有能固氮的根瘤植物。豆科具有重要的经济意义，它是人类食品中淀粉、蛋白质、油和蔬菜的重要来源之一。豆科作物的生物固氮是农业生态系统中氮来源最重要的途径，为了满足作物对氮的需求，每年需要施用大量的氮肥用于农业生产。但是超过60％的氮肥由于各种因素的影响不能被作物有效利用，并且化肥的大量施用也会造成严重的环境问题。因此培育兼具高效固氮豆科作物品种有助于减少氮肥的投入，提高农业的可持续性发展。

2. 研究的基本内容和问题

研究假说：1gmnpf5.25可能会影响根瘤发育过程；

2gmnpf5.25是否会响应n0₃^-和一些激素。

研究内容

3. 研究的方法与方案

三、 研究方法和实验手段

3.1（1）试验材料：

大豆（williams 82）大豆（发根）的转基因技术较为简单，周期较快，在项目中主要用作转基因受体进行一系列的功能研究。大豆根瘤菌是用慢生型根瘤菌usda110（bradyrhizobium japonicum）菌株

4. 研究创新点

研究发现大部分npf家族都具有no₃^-转运功能，部分还可以转运aba、iaa等激素。通过生物信息学分析、时空表达模式分析、异源系统功能验证和分析gmnpf5.25突变体和超表达材料的特征对gmnpf5.25进行研究。因为植物细胞是以 h /no₃^-的形式跨膜转运no₃^-，所以每个no₃^-的跨膜转运都会产生净的跨膜电流。爪蟾卵母细胞作为一个可视化的单细胞被广泛应用于离子转运蛋白在异源系统中的功能检测。gus基因编码了一个β^-葡萄糖苷酸酶，这个酶以β^-葡萄糖苷酸酯类物质为底物，其反应产物可用多种方法检测出来。由于绝大多数植物没有检测到葡萄糖苷酸酶的活性，因此这个基因被广泛应用于植物基因调控的研究。利用现行科学技术可以调查研究大豆gmnpf5.25响应根瘤共生的功能研究。

对比前人研究我们可以创新研究分析转基因植株和对照植株在根瘤中aba/sa等激素含量以及激素诱导相关基因的表达差异。硝酸盐转运蛋白基因的表达及其功能的发挥受到外界no₃^-浓度、激素含量及分布、昼夜节律、蛋白互作及ph等因素的调控。通过了解激素诱导相关基因机制以便于控制相关基因的表达。很早就有研究表明在植物体内运输no₃^-的过程中需要阳离子作为伴侣离子来维持电荷平衡，其中最重要的是k 。所以在进行gmnpf5.25的研究时，也可以对应观察地下部向地上部运输的k 含量。

5. 研究计划与进展

研究计划

（1）揭示根瘤诱导表达的gmnpf5.25响应根瘤共生信号的分子机制；

（2）初步阐明gmnpf5.25在大豆根瘤共生过程中行使的功能和作用机制；