鹅掌楸SAW1和SAW2基因克隆与生物信息学分析开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：1、掌握est序列的筛选并利用race技术克隆北美鹅掌楸saw1和saw2同源基因；2、对saw1和saw2基因进行功能预测，并进行生物信息学分析；3、利用结合rt-qpcr定量表达结果，探讨saw1和saw2在鹅掌楸不同组织间的表达差异。

研究意义：鹅掌楸是木兰科鹅掌楸属的一种植物，全球只有鹅掌楸和北美鹅掌楸两个自然种，这两个种在叶的形状上具有明显的区别，鹅掌楸的叶裂方式是三裂，而北美鹅掌楸是五裂，根据其叶裂方式的不同，可以初步了解到其起源地的地理环境差异，同时鹅掌楸属是研究叶形发育的重要材料。

对植物而言，叶片中的叶绿素进行光合作用是使得植物能够成为自养生物的最主要原因。

2. 国内外研究现状分析

叶缘形态是叶形变化的重要组成部分，不同的叶缘方式如全缘、锯齿状、叶裂深浅和形状等等都有着不同的生物学意义，如叶缘裂刻能对叶面温度和水土流失等情况进行调节，能更好地适应干旱、高温等胁迫。

不仅如此，植物学家还发现边缘为锯齿状的叶能更好地适应低温，因此，在地球演化历史中，叶裂的深度可以作为陆地地块年平均气温的指示物。

关于叶缘形态建成的发育调控机制, 在拟南芥(arabidopsis thaliana)、烟草(nicotiana tabacum)、番茄(solanum lycopersicum)、苜蓿(medicago truncatula)、豌豆(pisum sativum)等模式植物中已有大量的研究报道。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：基于北美鹅掌楸转录组数据库资源及本实验室获得的鹅掌楸转录组数据，筛选北美鹅掌楸saw1和saw2基因est 片段，利用race技术克隆saw1和saw2同源基因，对其克隆的全长cdna利用生物信息软件对其编码蛋白结构及理化性质进行预测，并对北美鹅掌楸幼叶、嫩茎、叶芽、花芽、花瓣、雄蕊、雌蕊和根提取rna，进行rt-qpcr实验检测鹅掌楸不同组织间的相对表达量。

研究方法：实验材料2018年春季自南京林业大学下蜀林场鹅掌楸种源试验林中选取1株生长状况良好的北美鹅掌楸（种源为佐治亚）和中国鹅掌楸（种源为庐山），分别采鹅掌楸幼叶、嫩茎、叶芽、花芽、花瓣、雄蕊、雌蕊和根组织，迅速置于液氮中速冷，后置于-80℃超低温冰箱中保存，用于提取rna 。

北美鹅掌楸saw1和saw2的克隆和生物信息学分析基因克隆所用材料为北美鹅掌楸（种源为佐治亚）的幼叶，提取rna用于rt-pcr反转录模版。

4. 研究创新点

本实验采用RACE技术克隆出SAW1和SAW2基因的全长，为基因功能的鉴定初步奠定了基础，且采用的cDNA末端快速扩增技术简单，快速和廉价。

同时，在国内外对SAW1和SAW2基因的研究较少，大多研究叶片形状发育调控的都是KNOX家族基因，而SAW1和SAW2基因则主要以抑制KNOX1类基因来调控叶形的发育，对LtSAW1和LtSAW1的研究可补充并完善叶形发育的相关研究。