LhCESA基因转拟南芥再生植株扫描电镜观察研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：推测LhCESA基因对茎段结构的影响，推测其功能。

研究意义：CESA基因是控制纤维素合成的关键基因，杂交鹅掌楸木材纤维优良，从杂交鹅掌楸中克隆纤维素合酶基因将为杂交鹅掌楸的遗传改良提供基础。

2. 国内外研究现状分析

纤维素是植物细胞壁的主要成分，纤维素合成酶（cesa）是纤维素合成过程中重要的酶类，植物中的cesa基因被推测编码植物纤维素合成酶的催化亚基。在高等植物中，纤维素合酶（cesa）催化纤维素的合成。在不同植物的纤维素合成中，不同的纤维素合成酶(cesa)基因的具体作用是不同的，并且在纤维素的生物合成中，需要多个纤维素合成酶基目的共同作用。因为纤维素合酶(cesa)多基因现象的存在，所以它与存在的大量纤维素合酶相似蛋白(cs1)构成了一个庞大的超基因家族。目前，cesa基因r 基因家族已有40多个基因，并且在不断地增加着。cesa基因的长度大约在3．5～5．5 kb之间，含有9～13个内含子，其内含子和外显子的边界区域是高度保守的，基因结构的差异主要决定于内含子的多少。cesa基因转录产物介于3．o～3．5 kb之间，编码的肽链长度约为985～1 088个氨基酸。

根据国内外的调查可以得出cesa基因的表达主要是受转录水平的调控，很多植物的纤维素合成酶表达的一般规律：① 不同的cesa基因成员在植物中的表达水平是不一样的，而且表达的部位也会有所不同② 不同的cesa基因在植物不同部位的表达模式也不相同；③ 在不同细胞中cesa基因的表达是多个的④ 不同的cesa基因的表达受到不同因子的调控。

所以高等植物中cesa基因的数量存在较大的差异，研究复杂程度较高，难以确定cesa基因家族中各个成员的表达模式和准确功能。现研究纤维素合酶基因的功能主要通过t-dna插入法、病毒诱导基因沉默法、表达序列标签法、点突变法等手段进行，如拟南芥、杨树、杉木、白桦等植物。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：将课题组克隆的lhcesa基因转化如野生型拟南芥，筛选获得转基因植株，通过扫描电镜观察转基因植株茎段结构变化。

研究计划：2016-122017-02，与导师交流实验内容与方法，查找相关相关文献资料，撰写文献综述，完成开题报告。

2017-2-172017-5-15，制定实验方案，确定实验技术和实验方法，确认实验所需试剂、仪器，并开展实验。

2017-5-162017-5-20，数据统计预处理

4. 研究创新点

杂交鹅掌楸是由我校叶培忠教授于上世纪创造的优秀的造林、观赏和加工树种。成年杂交鹅掌楸平均纤维素含量高达50.91%，由于其较低的木素含量，非常适宜作为纸浆等木质纤维生物利用新原料。而通过对LhCESA基因转拟南芥表型进行电镜观察研究，从而推测LhCESA基因的功能，为杂交鹅掌楸的相关遗传性状的改良提供基础与可能。