氮营养对水稻光周期的反馈作用机制开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

氮元素（nitrogen)是自然界中所有植物生长发育所不可或缺的营养元素，也是植物生长所需养分中需求量最大的，最重要的矿质元素之一(王新超等，2006)。氮素为植物的光合作用和自然界的生态系统提供着重要的支持，对植物的生长、产量和品质有着非常重要的影响(焦雯珺等，2006)。在生理功能方面，氮素参与植物体内许多重要的物质代谢过程。氮素既是氨基酸、蛋白质和核酸的重要组成成分，同时又是叶绿素等物质的重要组成部分，会对植物的生长发育和产品的品质产生很大的影响(曹翠玲，2004)，在限制农业产量方面起着关键性的作用。因此，氮素又被称为自然界的生命元素。

在信号功能方面，氮可以作为信号来调控拟南芥和其他的植物的基因的表达。基因组学已经给我们提供了很多关于拟南芥受氮信号影响的基因表达的实验与实例。植物生长和发育，如根系的结构(zhang h等，1998)，叶子的发育(watch-liup 等，2000)，种子休眠(alboresi a等，2005)，以及开花(stitt m等，2002)等方面明显受氮供应量的影响。大量的研究表明，在拟南芥中的氮营养和代谢的很多过程中氮信号参与了基因的表达(wang r等，2003；scheible wr等，2004)。例如，在植物的很多代谢过程中都有硝酸盐来控制基因的表达。因此，氮可以作为信号调控植物的代谢，生长以及发育。近年来，随着基因组学技术的发展，我们对于氮调控基因的表达也有了新的认识。

植物的光周期现象，即植物对昼夜相对长度变化发生反应的现象。日长感知是植物所具有的重要的生物学功能，反应了植物对环境变化的律动。

2. 研究的基本内容和问题

1、缺少OsLHY后水稻对氮浓度与氮形态的响应变化。分析OsLHY敲除材料在不同氮浓度及氮形态处理后下的表型及氮吸收代谢相关基因的表达变化。

3. 研究的方法与方案

供试材料：水稻日本晴材料

水稻种子经h₂o₂灭菌30 min后转入分化罐1/2 ms发苗，15 d后转移幼苗至塑料小桶或中转箱中依次用ph为5.8的1/4、1/2和全营养液连续培养12 d、12 d和6 d以供处理。

不同n浓度的处理：分为缺氮、低氮、正常氮、高氮4个处理，将全营养液中n的含量一次变为0 mmol/l、0.25 mmol/l、2.5 mmol/l、5 mmol/l，其余不变，进行培养。每天分5个时间点（8:00,10:00，17:00,22:00,2:00）对根和叶分别采样，连续采样48h，液氮速冻，-70℃保存。

4. 研究创新点

本课题首次将氮素营养与光周期相结合研究，研究了光周期对植物氮素利用的影响以及不同氮浓度和不同氮形态下氮营养对水稻光周期的反馈作用，试图揭示氮营养对水稻光周期的反馈作用机制，建立氮素营养与光周期之间的桥梁，丰富调控植物光周期的复杂信号传导途径。

5. 研究计划与进展

2015年11月底至12月初 实验材料的准备（发苗等）

2015年12月中旬和下旬 水稻水培并进行处理，约3-4周

2016年1月上旬至中旬 采样、提rna、做定量、分析基因表达