荷花MADS-box基因鉴定及其在花芽发育中的功能分析开题报告

全文总字数：2301字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

荷花是我国十大传统名花之一，具有很高的观赏、经济和文化价值。在栽培中发现荷花在生长立叶的每个节间处都会形成花芽，但是荷花开花的数量通常比立叶的数目少的多。弱光下花芽的败育可能是荷花开花数量远少于立叶的数目的主要原因。弱光下花芽易败育，无法开花，极大影响了它的广泛应用和家庭栽培。弱光下荷花花芽发育停止，极有可能是因为弱光影响了开花相关的关键基因，导致开花终止。而mads-box基因是开花调控的关键基因，因此是我们揭示弱光诱导荷花花芽败育机理的一个关键候选基因。

本申请项目拟从荷花中对mads-box基因进行全基因组范围鉴定，对该基因家族的保守基序、系统发育和进化选择压力等进行系统分析，结合公布的转录组数据对mads-box的表达模式进行分析，筛选出可能参与荷花开花过程的候选基因。探讨关键mads-box候选基因不同转录水平差异与弱光下荷花花芽败育的关系。通过超表达技术获得转基因的拟南芥进一步阐述mads-box基因在调控弱光下荷花花芽败育中的功能。本申请项目的实施可揭示mads-box基因在弱光诱导的荷花花芽败育中的地位。为解决弱光下荷花花芽易败育、无法开花和耐阴性差等问题的分子育种和生长调节剂开发提供思路，并可丰富荷花耐阴的分子机理。因此，具有较高的理论意义和应用价值。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标

1) 荷花mads-box基因家族的鉴定；

2) 关键mads-box基因的表达分析及与弱光诱导荷花花芽败育的关系。

3. 研究的方法与方案

1) 荷花mads-box基因家族鉴定： 对mads-box基因进行全基因组范围鉴定，筛选出可能参与荷花开花过程的候选基因。探讨关键mads-box候选基因不同转录水平差异与弱光下荷花花芽败育的关系。

2) mads-box基因功能的in vivo验证：利用超表达技术获得转基因烟草，观察转基因烟草在弱光下花芽发育的变化与开花情况，初步阐述mads-box在弱光诱导的荷花花芽败育中的功能及相关分子机制。

技术路线还包括一系列基因分析方法，例如bayes法、meme软件、gsds软件、wgcna分析等。

4. 研究创新点

本研究首次对弱光导致荷花花芽败育、无法正常开花的机理进行研究，探讨荷花MADS-box基因在弱光诱导的荷花花芽败育中的功能与作用机理。

5. 研究计划与进展

（1）2017.06-2017.08 不同瓣型荷花品种的观测，为后续试验选定试验材料。

（2）2017.08-2017.10 荷花mads-box基因基因家族成员的生物信息学分析，通过组学数据及报道的研究数据分析获得，可能受到遮阴影响的多个mads-box基因。

（3）2017.10-今 mads-box基因的克隆，及在烟草中进行异源表达。