鸭儿芹异黄酮2’-羟化酶基因的克隆及其表达的温度响应开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

鸭儿芹是伞形科鸭儿芹属的野生蔬菜之一，是一种药食同源性蔬菜，目前在我国各大中型城市的消费市场也越来越大。当前，日本鸭儿芹的栽培已进入工厂化阶段，我国部分省区也已经成功驯化鸭儿芹，并开始使用其种子进行人工繁殖。在鸭儿芹的生长栽培过程中，生长季节的温度是影响其品质的突出因素之一。

异黄酮2'-羟化酶(isoflavone2'-hydroxylase,i2'h)是细胞色素p450(cyp450)家族成员。cyp450广泛分布于植物体中，参与植物的多个生理过程，与植物的逆境胁迫密切相关。异黄酮2'-羟化酶是植物苯丙烷类代谢途径中的关键酶，苯丙烷类代谢在植物体内具有重要的生理意义，主要表现在其酶系活性的变化、中间产物及其进一步转化的产物(木质素、类黄酮植保素、酚类)同植物发育中细胞的分化，对病原菌侵染的抗性以及着色色素的形成等生理活动有着密切的关系。i2'h催化产生的异黄酮类化合物是高等植物中苯丙烷类代谢途径的分支所形成的一类次生代谢产物，了解黄酮类物质对于植物生长发育的关系，对于掌握植物生长发育的规律，具有十分重要的意义。

鸭儿芹的生长栽培过程中极易受温度的影响，已知异黄酮2'-羟化酶可参与植物抗旱、抗紫外线等抗逆过程，故此番我们通过实验研究鸭儿芹i2'h基因的克隆和其在不同温度处理下的表达情况，有助于我们探索i2'h在温度胁迫中作用，为鸭儿芹栽培种植过程中的温度调控和推广驯化提供一定的借鉴。

2. 研究的基本内容和问题

异黄酮2'-羟化酶是植物苯丙烷类代谢途径中的关键酶，是一种细胞色素P450家族成员，在植物次生代谢中具有重要的作用。本研究旨在通过对苯丙烷代谢中异黄酮合成途径相关的异黄酮2'-羟化酶基因进行分离与表达研究，探索CjI2'H在鸭儿芹生长过程中主要面临的两种温度（10℃和30℃）下的表达情况，以判断鸭儿芹的耐寒和抗热特性，为鸭儿芹人工栽培温度调控和遗传育种提供一定的参考，借鉴以调控鸭儿芹栽培种食用部位叶片及叶柄中异黄酮类化合物的合成，提高与改善鸭儿芹营养价值。

3. 研究的方法与方案

研究结果表明，高温能够引起苯丙烷代谢中各种调控基因的表达。为研究确认鸭儿芹在遭受高、低温胁迫时，cji2'h的表达量变化，依据相关文献初步设定具体的研究方法为：首先在鸭儿芹中提取并克隆得到异黄酮2'-羟化酶基因，然后通过实时定量pcr（quantitativereal-timepcr）监测cji2'h在0h、0.5h、1h、2h、4h、8h、12h和24h的高温和低温两个水平处理下的实时表达量来揭示cji2'h基因与鸭儿芹温度胁迫的关系。

研究技术路线如下：

4. 研究创新点

目前对伞形科蔬菜鸭儿芹的研究、报道较少，且研究多停留在栽培、生理层面，本课题选择新型高端野生蔬菜鸭儿芹作为研究对象，研究课题新颖，并从植物本身基因的表达入手，通过分子生物学的技术手段快速探索基因表达与环境的关系，提高生物分析效率，以便通过对环境的调整来调控具有特定功能基因的表达，来达到提高生产栽培种品质和抗逆性的目的。

5. 研究计划与进展

计划从2015年9月开始课题研究，预期进展如下：

1、2015年9月中旬，完成鸭儿芹异黄酮类化合物合成代谢相关基因的克隆；

2、2015年11月初，完成克隆所得基因pcr扩增产物的连接、转化和测序；