胡萝卜瓣化型细胞质雄性不育atp6基因的分离和功能分析开题报告

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：细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility）是杂种优势利用的主要工具之一，另一方面，cms系也是植物遗传学研究的基础材料，是当前研究的热点之一[1]。

大量研究已表明cms的发生与线粒体基因组的突变、重组或rna编辑有密切关系[2]。

目前生产上，国内的胡萝卜杂种优势利用相对落后，而胡萝卜瓣化型cms的产生及不育机理缺乏深入的研究和了解，很大程度阻碍了胡萝卜瓣化型cms在实际育种中的充分利用[3]。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标对胡萝卜瓣化cms不育系和保持系的花药瓣化过程进行研究，对胡萝卜 cms线粒体atp6基因进行突变分析和功能验证，为揭示胡萝卜瓣化cms的机理奠定基础，同时为胡萝卜育种及杂种优势利用提供理论依据。

2研究内容（1）分别从胡萝卜保持系和不育系中分离克隆atp6基因；（2）比对分析胡萝卜不育系与保持系atp6基因的核苷酸序列和氨基酸序列之间存在的差异；（3）对atp6基因进行实时定量分析，验证其在胡萝卜不育系和保持系中的功能。

3.本项目拟解决的关键科学问题通过对atp6基因功能验证，从分子水平上获得胡萝卜cms形成的相关机理。

3. 研究的方法与方案

1.研究方法（1）利用同源克隆的方法，从胡萝卜不育系和保持系中分离atp6基因全长。

（2）利用实时定量pcr技术，研究不育系和保持系中的atp6基因表达差异。

2.技术路线 见 附件3.实验方案（1）提取胡萝卜cms保持系442b和不育系442a总dna；（2）设计引物对cms相关线粒体的基因片段进行pcr扩增；（3）电泳后回收片段，并分别对pcr产物和质粒进行测序；（4）从分子水平上分析，并获得胡萝卜cms形成的相关机理。

4. 研究创新点

本研究拟对胡萝卜瓣化型细胞质不育的分子生物学特性进行分析，同时结合细胞质雄性不育相关的线粒体基因atp6突变分析，为揭示胡萝卜瓣化型细胞质不育机理奠定基础，为胡萝卜育种及杂种优势利用提供理论依据。

5. 研究计划与进展

2016.04-2016.8广泛查阅中英文文献，整理分析，并最终确定方案。

2016.08-2017.02分离atp6基因并对其进行功能验证。

2017.02-2017.05整理实验数据，总结试验，撰写报告。