拟南芥五价砷敏感突变体的筛选及相关研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1、课题意义：

砷（as）是对人和动植物毒性最大的重金属元素之一，随着工农业的发展,工业三废排放、矿产开采，导致部分土壤和水体的砷含量剧增。砷污染己成为一个世界性的严重问题，土壤、大气和水体中的砷污染也正危胁着作物生产和人类的健康。含砷物质具有致癌性，能通过饮水和食物进入人体（tsuji et al., 2007）。因此，研究植物砷的吸收和转运机制，减少或消除砷的污染和毒害成为一个亟待解决的重要课题。

拟南芥是研究植物代谢机制方面重要的模式植物，因此，以拟南芥为实验材料研究其对砷的吸收、代谢、解毒机制，对之后研究水稻对砷的代谢过程具有重要借鉴意义。

2. 研究的基本内容和问题

拟解决问题：

通过筛选拟南芥cad1-3突变体诱变库，筛选到对五价砷敏感的突变体，之后分析该突变体对其他重金属的敏感性，以及该突变体的生理特性，如对五价砷的吸收、转运能力，以及其他光合生理指标，为之后的基因克隆做参考。

3. 研究的方法与方案

研究方法：

1) 获得拟南芥cad1-3突变体库：ems诱变法

2) 初步筛选突变体：根据叶片的颜色、大小以及根长指标筛选突变体

4. 研究创新点

利用原子荧光及hplc-icp-ms技术，并结合分子生物学技术rt-pcr进行分析探究。本实验室具有pcr仪、icp-ms,原子吸收仪（石墨、火焰）等各种实验仪器，同时各种实验耗材都能满足实验需求，硬性条件都能满足。在理论方面，这个实验完全可行，有大量专业文献可供参考。除此以外，指导老师在这个领域的重大发现能够为我这个实验提供大量的支持。

本实验的特色在于筛选突变体是利用根长的生长量来判断，这种方法很新颖也比较快捷。相对于已知报道的根据具体的砷含量指标等而言，在初筛突变体时节约很大的精力和资源等。在做生理数据时我们采用的icp-ms法来测量器吸收砷含量时，由于仪器的灵敏度很高，我们能够更加精确的得到突变株与野生型之间的差异。

做基因定位分析时，mapping、qpcr测定表达量和gfp亚细胞定位等手段都是利用了国际通过的一系列分析的方法手段，使得整个实验的可行度和可参考意义更大。除此以外，拟南芥这种模式植物上相关重金属基因转运的研究可以应用到我们的生产中，会对我们的土壤污染修复问题的解决奠定良好的基础。

5. 研究计划与进展

3月1日-3月5日 预实验；熟练实验操作以及仪器使用。

3月6日-3月24日 对突变体库进行初筛以及验证，筛选对五价砷敏感的突变体。

3月25日-4月25日 对筛到的五价砷敏感突变体做其他重金属敏感实验，以及生理和吸收实验。