拟南芥铁平衡突变体的筛选和表型鉴定开题报告

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1. 研究目的与意义

拟南芥作为一种模式植物，通过对其铁敏感基因进行功能鉴定，可以为其他非测序作物基因功能的研究提供很好的信息技术资源，也将会为培育铁高效吸收转运的新品种奠定基础，对提高作物产量和品质，改善人类铁营养状况有很大的价值。

2. 国内外研究现状分析

为适应低铁环境，植物进化出两种不同的机制，分别为机理Ⅰ和机理Ⅱ。机理Ⅰ植物包括双子叶植物和非禾本科单子叶植物。在缺铁胁迫条件下，它们利用还原机制从根际吸收铁。机理Ⅱ植物仅包括禾本科植物。在缺铁胁迫下，这类植物的根系会主动分泌麦根酸类物质与土壤根际中的Fe3 进行螯合作用以吸收铁。近年来，对植物从环境中吸收铁的研究越来越深入，但对铁在植物体内不同部位转运及调控植物体内铁平衡的分子生理机制的研究甚少，目前仅有一些模式植物的研究结果。随着酵母和植物铁吸收功能缺陷突变体的发现，人们采用异源或同源功能互补法，已成功克隆了许多与植物吸收铁机理相关的基因，如FRO、IRT、NAS、NAAT、YSL、NRAMP等基因，这些基因对维持植物体内铁平衡有重要的作用，但是目前仍有许多基因的功能尚未清楚。

3. 研究的基本内容与计划

首先培养拟南芥野生型和突变体，分别在缺铁、正常和过量铁供应条件下，测定它们的鲜重、株高、根长等指标，最后根据所获得的数据，明确拟南芥在不同铁供应环境中的表型特征，并由此判断突变体所携带基因的功能。每个处理设置至少3次生物学重复。

4. 研究创新点

对新基因功能的鉴定采用表型分析的方法，并根据表型特征判断突变体所携带基因的功能，另外实验采用无菌培养，操作简单，受外界影响因素较少，且具有一定的创新性。