N、P调控根毛发生机制初探开题报告

全文总字数：4956字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1、课题研究意义

我国氮肥、磷肥投入量过大，利用率低是生产上的一个普遍问题。氮肥磷肥过量施用不仅增加成本,而且造成环境污染。因此,对于减少氮磷施用，提高根毛对养分的利用具有重要环保意义。

根毛是植物根上特殊的表皮细胞向外突起伸长形成的管状结构，它能够增加根的表面积，有助于植物吸收水分、养分及与外界环境相互作用，尤其是对土壤中短距离运输的磷、钾等矿质养分的吸收特别重要。根毛在植物体的生长发育过程中扮演了非常重要的角色。因此对根毛生长调控机制的研究具有重要的生物学意义。

2. 研究的基本内容和问题

本研究意在探索在N、P营养调控下对于根毛发生机制的影响。通过以拟南芥为实验对象，分别对拟南芥进行不同的N、P浓度处理，找出利于根毛伸长的最适浓度。在此浓度下，对各种N、P影响下的途径，转录因子等进行分析，再结合根毛表型，探索N、P对根毛的影响机制。可以解决从养分吸收到根毛伸长表型之间的调控网络关系。

3. 研究的方法与方案

试验方法：

试供材料：拟南芥哥伦比亚种子及其相关突变体

一个处理10棵苗，每个处理两个重复。具体处理浓度梯度如下表1所示

表1拟南芥N、P处理浓度

找出拟南芥的最适N、P生长浓度，再利用拟南芥相关突变体进行处理来观察根表型，同时利用激光共聚焦观察生长素等的积累部位，再结合根毛伸长进行进一步分析。

可行性分析：

本课题指导老师宣伟教授长期从事植物根系等方面的研究，在氮素信号对植物根系构型可塑性调控作用以及根系生物钟对逆境信号响应机制和植物侧根发生的分子机制及基因调控网络的解析方面具有相当深厚的经验；本课题指导的师兄师姐具有娴熟的实验技能和充足的知识储备；加之良好的仪器设备，均为本研究思路和技术路线的实施提供了保障。因此，预期设计的技术路线是可行的。

4. 研究创新点

本课题将氮素磷素营养与拟南芥根毛相结合，通过不同的浓度以及突变体处理，来探究营养元素与根毛发育之间的关系，从而揭示根毛对氮磷元素的响应以及氮磷调控对于根毛生长的重要性。建立氮和磷与根毛之间的桥梁，提高植物对于养分元素的吸收。

5. 研究计划与进展

2018年11月底至12月初 实验材料的准备

2019年2月中至3月初 拟南芥不同浓度梯度处理

2019年3月初至5月初 拟南芥突变体中根毛对于氮磷元素的响应