LhCESA基因转拟南芥表型观察研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：通过转LhCESA基因拟南芥表型观察研究，分析LhCESA基因的功能。

研究意义：CESA基因是控制纤维素合成的关键基因，其功能与纤维素的形成相关；本课题组上首次在中国鹅掌楸上克隆到CESA基因，LhCESA基因转拟南芥表型观察研究也是国际上先例；鹅掌楸CESA的基因功能研究对于鹅掌楸的木材形成、品种改良及苗木的产业化等具有一定的指导意义。

2. 国内外研究现状分析

cesa基因为纤维素合酶基因，纤维素合酶实质为一种糖苷转移酶，催化吡喃式d-葡萄糖以β-1,4糖苷键连接形成无分支链状高分子化合物纤维素。

纤维素是植物细胞壁的主要组成部分，在细胞壁组分中所占比例一般为40.6%-51.2%，对决定植物细胞大小、形态等方面起重要作用。

纤维素合酶基因首先是1982年在细菌中被发现，此后从醋酸杆菌中分离出纤维素合酶基因家族中的一个基因；1990年学者应用纤维素缺陷突变体在醋酸杆菌中分离出4个纤维素合成有关的操纵子；1995年从醋酸杆菌中克隆得到纤维素合酶基因；1996年通过保守序列的同源性比较在棉花中发现了第一个植物纤维素合酶基因（cesa）；1998年拟南芥纤维素高温突变体的发现使得植物纤维素合酶进入基因功能验证阶段。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：将克隆得到的lhcesa基因转化野生型拟南芥，筛选获得转基因植株，观察转基因植株营养生长和生殖生长阶段的表型，与野生型拟南芥进行比较，分析过表达lhcesa基因可能引起的植物生理生化的变化，初步推测lhcesa基因的功能。

研究计划： 2017.02：和导师交流实验内容，查找实验相关文献资料，进行整理归纳，撰写文献综述，完成开题报告。

2017.02-2017.04：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。

4. 研究创新点

杂交鹅掌楸的纤维长度在阔叶树种中相对较长，且木材纤维优良，目前国内外对纤维素合酶的研究主要集中在模式植物的纤维素合酶的功能上，尚未对鹅掌楸的纤维素合成酶基因进行相关报道。

通过对LhCESA基因转拟南芥表型进行观察研究，推测LhCESA基因的功能，为杂交鹅掌楸的遗传改良提供基础。