水稻OsPT4转基因材料的构建与鉴定开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

本课题的意义：磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一，广泛参与植物体内的生物合成、能量转移、信号转导等代谢过程，同时在种子萌发，花粉发育，种子与果实的形成等植物生命延续过程中也起着关键作用【1,2】。

虽然土壤中的总磷含量很高（一般土体总磷含量在0.05-0.25%之间），但能够被植物吸收利用的有效态磷，即无机正磷酸盐（h2po4-，pi）的含量却非常的低【3，4，5】。

植物根系对磷素营养的吸收是一个逆浓度梯度的主动运输过程，主要通过细胞膜上的磷酸盐转运蛋白（phosphate transporter,pt）介导。

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标：为了进一步研究ospt4的基因功能，本课题将完成创建ospt4转基因材料，并对其进行鉴定，进而获得ospt4敲除/沉默材料及超表达材料。

研究的内容：本文以水稻磷转运蛋白基因ospt4为研究对象，以水稻模式品种日本晴（nipponbare）为试验材料，创建ospt4转基因材料并进行鉴定。

拟解决的关键问题：通过创建ospt4转基因材料并对其进行鉴定，获得ospt4敲除/沉默材料及超表达材料，为研究ospt4基因在水稻磷营养吸收及转运过程中的作用做准备。

3. 研究的方法与方案

研究方法：在已知基因序列的基础上，利用生物学手段对ospt4进行缺失突变和超表达，从而获得相应的研究材料，然后根据研究材料的表型推测基因的功能并在分子水平进行鉴定与研究。

技术路线：见附件实验方案：1转基因材料的获得1.1 ospt4基因超表达载体的构建利用dnaman软件对ospt4的cdna全长序列进行酶切位点分析，结合表达载体ptck303多克隆位点分析，确定使用限制性内切酶bamhi和spei，并设计含相应酶切位点的特异性引物。

以水稻日本晴基因组cdna为模板pcr扩增获得ospt4 orf全长序列，测序正确后连接至表达载体ptck303，获得重组子ospt4-ptck303。

4. 研究创新点

特色和创新之处：通过对OsPT4的各种转基因材料分析及OsPT4基因的缺失或沉默来研究该基因对水稻磷营养吸收及转运过程中的作用。

5. 研究计划与进展

研究计划：1. 2013.10-2014.10 和导师交流，确定课题，完成开题报告，并进行实验，获得ospt4敲除/沉默及超表达材料阳性株系；2. 2014.10-2015.2鉴定ospt4转基因材料的表型及其生理形态指标；3. 2015.2-2015.6 实验数据整理、结果分析及撰写毕业论文。

预期进展尽管与野生型相比，ospt4缺失/沉默和超表达材料成熟种子中磷含量（包括可溶性磷、全磷和植酸）发生了很大变化，但仍无明确研究证明ospt4在从合子到成熟种子的过程中起关键生理功能。

为了明确这一点，后续实验将分别检测ospt4缺失/沉默和超表达材料籽粒形成过程中各个时期不同组织可溶性磷、植酸和全磷含量，研究ospt4在籽粒形成过程中的生理功能。