杜梨转录因子PbrWRKY53的功能验证开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

中国是世界第一产梨大国。截止2017年底我国梨栽培面积约96万hm²,总产量约1653万吨。无论梨的栽培面积还是产量均占世界首位，在我国国民经济中占有重要地位^[2]。然而，随着全球气候变化加剧以及因梨园栽培管理不当造成的不良影响使得梨产业正面临许多挑战，如干旱，冻害，水涝，重金属离子等。其中，干旱的影响显得尤为突出，特别是在我国水资源匮乏的西北地区^[1]。因而，梨抗干旱品种的选育显得尤为必要。随着基因工程育种技术的不断成熟，为选育梨的抗干旱品种提供了一种简便高效的可行途径。近年来，wrky基因家族成员不断被报道。wrky转录因子的功能验证和应用价值也备受关注。值得一提的是，wrky转录因子作为高等植物特有的最大转录因子家族之一，在干旱等非生物逆境调控中发挥重要作用^[12]。因而，本文对wrky转录因子的研究现状并对未来在梨上通过基因工程育种技术利用wrky转录因子提高梨抗旱能力进行展望，以期解决梨产业受干旱影响这一产业问题。

1.梨非生物胁迫的研究进展

1.1梨干旱胁迫的研究进展

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标：

对杜梨转录因子pbrwrky53的功能进行鉴定

3. 研究的方法与方案

研究方法：

杜梨作为我国北方梨种苗生产的重要砧木具有抗干旱，耐寒凉的优良特性。把杜梨作为砧木可以明显提高嫁接梨苗的抗逆性。目前，关于梨抗逆基因的克隆和功能验证大多来自对杜梨的研究。我们需要选择杜梨作为研究对象，通过转录组筛选和测序，克隆杜梨上的wrky基因。通过构建超表达载体转化秋子梨，获得转基因阳性苗。在此基础上，对干旱处理前后的转基因和非转基因的梨苗进行与干旱相关生理指标的测定，包括脱水率，气孔开度，叶绿素含量，丙二醛含量，脯氨酸含量，活性氧含量，抗氧化酶活性测定（pod、sod、cat），进行chip-seq测序及转录组测序，筛选差异表达基因，建立差异表达谱分离重要候选。并且采用蛋白质-dna互作、蛋白质-蛋白质互作的研究方法进一步验证，确定受其调控的下游功能基因。

技术路线：

4. 研究创新点

特色或创新之处

1、首次克隆了杜梨pbrwrky53基因，以及在烟草和秋子梨中验证其功能

2、首次通过对杜梨pbrwrky53基因研究解析其作用机制

5. 研究计划与进展

1、2019.5-2019.6：查阅文献，了解实验所需的操作方法和进行操作训练。

2、2019.7-2019.11：基因克隆并将pbrwrky53基因遗传转化烟草秋子梨，获得阳性植株（苗或种子）。

3、2019.12-2020.1：转基因系和野生型的抗性分析和生理指标测定，包括气孔开度、叶绿素含量、脱水率、电导率、脯氨酸含量、丙二醛含量、抗氧化酶活性（pod、sod、cat）、抗坏血酸含量。