茶树HSF热胁迫转录因子的克隆与表达研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着生活质量的提升, 人们对于兼具营养价值和保健功效的茶的需求量和品质要求也越来越高。茶也是一种非常重要的非酒精类饮品，具有非常高的经济价值^[1]。因而茶树具有重要的应用和研究价值。虽然我国是茶树的起源地, 但在大部分产茶区, 温度仍然作为主要环境因素之一严重影响茶产业的发展。

茶树（camellia sinensis）是多年生常绿木本植物，起源于我国西南部湿润多雨的原始森林中。在长期的生长发育进化过程中，茶树形成了喜温怕寒、喜光怕晒的生活习性。茶树遭遇长时间的高温、干旱和强光照后，会出现叶片变色、枯焦、脱落，枝条干枯直至整株茶树死亡^[2]。据研究，日平均气温稳定在10℃左右，茶芽开始萌发。最适宜茶树生长的温度是日平均温度在15-25℃之间。在这个温度范围内，茶树不但生长快，而且品质也好；日平均温度超过25℃，虽然生长快，但易老化，品质下降。当日平均气温超过35℃持续几天时，茶树出现叶片脱落。最高气温达40℃，在降雨量又较少的情况下，有的茶树则会出现成叶灼伤焦变和嫩梢萎蔫。2015年7月至8月间全国多地经历了持续的高温天气，40℃的高温席卷了全国多数茶园，杭州西湖龙井茶叶产区部分茶树出现茶树叶子灼伤、枯萎及幼龄茶园枯死现象。

茶树热害程度受众多因子的影响，如茶树品种、生长条件、茶树的栽培方式及农艺管理等^[3]。传统育种的多年实践表明，利用品种间和种间杂交等手段提高作物对逆境胁迫的抗性难度较大。随着分子生物学与生物技术的发展，目前人们从分子水平对植物抗逆境胁迫开展了多方面的研究，其研究范围主要集中在信号传导及基因表达调控等方面^[4-8]。近年来，相继分离出大量不同类型的转录因子，植物中的热激转录因子基因首先在番茄(solanum lycopersicum)中克隆得到，目前在拟南芥(arabidopsis thaliana)、水稻(oryza sativa)、玉米(zea mays)、苹果(malus pumila)、杨树(populus adenopoda)、大豆(glycine max)、黄瓜(cucumis sativus)、白菜(brassica campestris)和胡萝卜(daucus carota)中也相继开展了该基因家族的研究^[9-12]。植物热激转录因子（hsf）不仅是植物耐热机制的重要因子，同时也参与植物重要的生命活动，对于提高植物抗性具有重要意义。

2. 研究的基本内容和问题

1、研究目标

通过对茶学课题组安吉白茶转录组信息分析，获得2个分属于两个不同亚族的茶树hsf类转录因子cshsf-a1和cshsf-a8的基因序列。从茶树安吉白茶中完成上述基因的克隆，并完成茶树安吉白茶中cshsf-a1和cshsf-a8在低温（4℃）和高温（38℃）处理下的转录水平研究。初步探讨茶树中克隆的hsf类转录因子基因与温度胁迫的响应关系。

2、研究内容

3. 研究的方法与方案

1、研究方法

（1）在老师的指导下，进行相关文献的阅读，熟悉茶树的相关知识，掌握相关分子生物学软件的使用，相关实验操作和数据的采集与分析。

（2）采用本地blast的方法在安吉白茶中对hsf类转录因子进行检索获得cshsf-a1和cshsf-a8基因。

4. 研究创新点

1、茶树的生长发育受温度的影响很大，尤其近年来全球变暖使茶树频受高温伤害。另外，夏季的高温也对夏茶的生产造成很大的影响。本项目对茶树高温相关调控机理的研究是茶树研究中的一个热点。

2、本项目通过对茶树安吉白茶进行hsf转录因子基因转录水平的比较分析，结合茶树转录组信息、荧光定量pcr等方法，能够获得较为详实的温度胁迫下基因表达信息，研究上可操作性强。

3、本项目初步获得的茶树hsf类转录因子温度胁迫调控的关系，将进一步丰富茶树对温度胁迫响应机制的研究。

5. 研究计划与进展

1、研究计划

2016年5月~2016年6月

茶树安吉白茶的幼苗的种植与管理。