菊花TGA家族基因功能分析开题报告

全文总字数：10368字

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：

首先，菊花是我国十大传统名花之一和世界四大鲜切花之一，其用途和栽培地域都较为广范，还具有较高的观赏和经济价值，其在花卉生产和应用中具有十分重要的地位。但在切花菊设施栽培中，病害、虫害等生物胁迫，干旱、涝害、热胁迫、寒害和盐胁迫等引起的非生物胁迫往往是制约菊花生产与园林应用的主要因素，因此菊花中tga家族基因对生物胁迫的调控机制研究是十分有必要，本课题研究主要集中在菊花中tga家族基因对病原菌的抗病机理研究，并通过生物信息学分析、荧光定量pcr、基因克隆、载体构建等技术研究tga家族对黑斑病菌侵染的响应机制，为菊花抗病育种提供理论依据。

其次，关于拟南芥中的tga家族基因的功能和调控机制的研究进展及应用已取得了较为多的成果，例如其对植物的抗病抗逆、花器官发育和氮响应与镉运输等方面的调控作用，这对菊花中tga家族基因对生物胁迫的调控和病原菌的抗病机制提供了较好的借鉴意义。同时，目前对菊花中tga家族基因对生物胁迫的调控机制研究很少报道，这预示着该研究具有较好的研究展望和应用前景。

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标：通过对比拟南芥tga家族基因，以此为参考进行分析研究菊花tga家族基因对病原菌的抗病机理，并通过生物信息学分析、荧光定量pcr、基因克隆、载体构建等技术研究tga家族对黑斑病菌侵染的响应机制，为菊花抗病育种提供理论依据。

研究内容：以拟南芥tga家族基因为标准，通过序列比对找出可能的菊花tga家族基因的表达序列cds全长及其对应的蛋白，并通过菊花和拟南芥的同源基因构建进化树，以此明确对应性和同源性便于进一步分析研究，然后寻找目的基因并设计引物进行克隆，最后分析蛋白进行载体的构建并对其进行表达分析。

拟解决的关键问题：在已研究的拟南芥tga家族基因的基础上通过比对筛选找出可能的有效的菊花tga家族基因的表达序列；通过拟南芥tga家族基因的同源性分类对找出的菊花tga家族基因进行同源性分类，即构建菊花可能有效tga家族基因的进化树；设计引物、基因克隆、载体构建并根据生物信息学、荧光定量等对其进行表达分析。

3. 研究的方法与方案

研究方法及技术路线：①用实验室已构建好的菊花基因库与拟南芥tga家族基因序列进行比对筛选找出类似的菊花的tga家族基因的表达序列；②对菊花和拟南芥tga家族基因进行同源性分析，即构建其进化树。③ 对所得到的序列目的基因进行ＲＴ-ＰＣＲ扩增引物的设计，当扩增产物与序列ｃＤＮＡ 大小相同时，使用gel extraction kit纯化回收 ＰＣＲ 扩增产物进行克隆并送南京思普金生物科技有限公司测序，采用gateway技术进行载体构建。④对构建的载体通过生物信息学分析、荧光定量pcr等进行表达量测定及分析，为研究在菊花中tga家族对黑斑病菌侵染的响应机制提供实验基础，并为菊花抗病育种提供理论依据。

实验方案及可能性分析：前期：菊花基因库与已知的拟南芥tga家族基因序列进行比对，找出可能的菊花的tga家族基因的表达序列；中期：根据找出的表达序列对其进行同源性分析，并对目的基因进行引物设计并进行克隆及构建载体；后期；测定及分析构建载体的表达量，为理论研究提供实验基础。

其在可行性上菊花的基因库构建完善，同时如上文国内外研究进展所介绍模式植物拟南芥在tga家族基因方面的研究成熟并已开始在其他植物中进行tga家族基因的研究且取得有效成果。此外，菊花部分基因序列的克隆及载体构建的方法成熟，实验体系完善，且指导教师研究方向主要在菊花抗病抗逆方向。同时，实验室器材允许、资源丰富因此本实验能在已有资源下较好的开展。

4. 研究创新点

目前，对菊花在TGA家族基因方面的研究报道较少，从已有拟南芥的研究到菊花的探索，意在巧妙地突破菊花在TGA家族基因方面的研究。同时，拟南芥和其他少数植物的TGA家族基因已有研究能为本实验提供参考作用，此外，本实验不仅有足够的资料支撑实验的可行性，实验能为菊花抗病中TGA家族的响应机制和理论研究提供实验基础，实验成果应用前景可观，有着重大的实际生产效益等。

5. 研究计划与进展

前期：阅读参考文献，了解tga家族基因在其他植物的研究进展，通过菊花基因库与已知的拟南芥tga家族基因序列进行比对，找出可能有效的菊花tga家族基因的表达序列；

中期：根据找出的表达序列对其进行同源性分析构建进化树，并对目的基因进行引物设计并进行克隆及构建载体；

后期；测定及分析构建载体的表达量，通过生物信息学分析、荧光定量pcr等进行表达量测定及分析，为研究在菊花中tga家族对黑斑病菌侵染的响应机制提供实验基础，并为菊花抗病育种提供理论依据。