1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
水芹（oenanthe javanica）为伞形科（apiaceae）水芹属水生宿根草本植物，喜生于湿洼水沟中，是我国的一种传统特色水生蔬菜。作为一种具有独特功能价值的保健蔬菜，水芹质地鲜嫩，清香爽口，风味独特，营养丰富，以其嫩茎和叶柄供食用。水芹适应性较广，全国各地均有分布。其栽培以中国的东部和南部居多，抗病虫害能力强，产量高而稳，主要在冬春蔬菜淡季采收上市，既可鲜销又可加工，是一种很好的天然无公害保健食品[1]。与其他模式植物和园艺作物相比，水芹分子生物学方面的报道相对较少，水芹分子生物学相关研究相对滞后。
植物器官中主要含有三大类色素，即类黄酮、类胡萝卜素及生物碱类色素。类黄酮化合物形式多样，主要参与植物生长发育、抗病性、抗逆性、品质形成及根瘤共生等过程[2]。类黄酮3'-羟化酶（flavonoid 3'-hydroxylase，f3'h）是类黄酮途径中的一种重要关键酶，属于细胞色素p450单加氧酶（cyp450s），在辅助因子nadph和o2协同作用下催化单加氧反应[3]。通常情况下，f3'h能分别羟基化柚皮苷和二氢山萘酚的b-环的3'位置形成圣草酚（eriodictyol）和二氢槲皮素（dihydroquercetin, dhq）[4]，这一转变可使植物抵御uv-b强烈照射所带来的伤害[5]。zhou等的酶活实验中，鉴定了柚皮素是csf3′h的最适底物[6]。
f3′h是与细胞色素p450相联系的膜复合体，很难被分离。在植物中，通过使用大量类似p450的序列比对出与p450s家族高度同源的保守区来克隆f3′h很困难[3,7]。直到1999年，brugliera等才首次从矮牵牛（petunia hybrida）中分离了该基因，得到f3′h的cdna全长，被鉴定属于cyp75b2基因家族[8]。之后陆续在拟南芥（arabidopsis thaliana）、玉米（zea mays）、金鱼草（antirrhinum majus）、矢车菊（centaurea cyanus）、紫茎泽兰（eupatorium adenophorum）、大豆（clycine max）、葡萄（vitis vinifera）和苹果（malus domestica）等众多植物中分离和鉴定了f3′h基因[9-14]。
2. 研究的基本内容和问题
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研究目标
从紫色叶柄突变型水芹的cdna中克隆得到f3′h基因，对其进行生物信息学分析，并利用荧光定量pcr技术分析该基因在‘八卦洲水芹’和紫色叶柄突变水芹中的表达特性，为进一步研究水芹类黄酮代谢途径提供实验基础。
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1）研究方法
（1）根据老师推荐的相关文献，熟悉关于类黄酮、基因分离与表达的知识。在老师的指导下，掌握相关分子生物学软件的使用，相关仪器的使用，相关实验操作和实验数据的采集与分析。
（2）利用公共数据库的序列进行比对来进行功能注释，进行功能预测，从而分析出类黄酮合成相关的基因。
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1)对水芹类黄酮3’-羟化酶基因的合成机理的研究，可以为深入研究水芹类黄酮代谢提供理论依据。
2)本项目通过对两种芹菜‘八卦洲水芹’以及紫色叶柄突变型水芹的比较分析，结合水芹类黄酮合成相关基因的克隆、分析、表达研究，能够获得较为详实的不同水芹中类黄酮合成基因的表达情况。
3)本项目通过检测水芹叶柄中类黄酮3’-羟化酶的基因f3’h的表达，进一步丰富了水芹中类黄酮合成机制的研究。
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2018年5月
以水芹[oenanthe javanica(bi.) dc]的‘八卦洲水芹’(bwt)和紫色叶柄突变水芹(bm1)为植物材料，种植于人工气候室，生长条件为：25°c光照12 h/20°c黑暗12 h，光照强度300 μmol·m-2·s-1。人工气候室的肥水管理条件保持一致。
2018年6月~2018年7月
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