草莓SWEET基因家族成员的分析与克隆鉴定开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

能够通过光合作用合成自身生长需要的物质是植物区别于其它异养生物的主要特点，光合作用生成的糖及其衍生物不仅是植物自身生长的能量来源，也是其它生物的主要能量来源之一。在植物中，光合作用的主要产物糖，除了少部分被用于维持自身生长消耗外，大部分都被通过韧皮部长距离的运输到根、果实、种子等非光合作用器官中储存起来。植物体内糖类的运输与分配一直是研究的热点，因为植物体内糖的运输与分配不仅会影响植物的生长状况，而且还会影响到植物的产量与品质。经过多年的研究，人们对糖如何从叶肉细胞进入韧皮部，以及运输到储存组织后又如何卸载并储存这一过程有了一定的了解。

在糖类（主要是蔗糖）向韧皮部装载阶段主要有以下3种方式，蔗糖转运蛋白的质外体装载、沿着共质体或称为共质体聚合物陷阱的运输以及扩散，前两种为主动运输，而最后一种为被动运输^[1]。之前的研究发现，参与糖类韧皮部装载的主要糖运输蛋白为sut (sucrose transport)。sut携带蔗糖由h -atpase产生的质子动力势推动下逆浓度梯度进入韧皮部^[2]。糖的韧皮部卸载可分为筛管卸载和筛管后运输两个阶段，其中筛管卸载又可分为共质体卸载和质外体卸载两种方式，在质外体卸载过程中，单糖转运蛋白mst (mono saccharide transporter)参与了这一过程，它们将质外体中的己糖跨膜运输到薄壁细胞, 然后经维管束运输到储存组织。

近年来的研究发现，除了sut, mst参与植物体内的糖运输外，另外一类糖转运蛋白sweet（sugars will eventually be exported transporters）广泛的参与了这一过程，起着蔗糖和果糖转运体的作用。目前，在拟南芥和水稻中分别发现了17个和21个sweet家族成员^[3,4]。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

sweet基因编码的蛋白参与植物细胞的糖类、离子的转运，参与植物的逆境胁迫反应、生殖生长与衰老以及宿主-病原菌之间的互作，这些在拟南芥、水稻、番茄等植物中都得到了研究，但在草莓中还未有深入地研究，sweet基因在草莓中参与的生理活动还大多不清楚。因此，本项目将对草莓中的sweet基因进行系统研究，阐明草莓sweet蛋白在草莓果实糖分含量与植株抗病性的作用。

3. 研究的方法与方案

研究方法：

1)通过生物信息学对草莓全基因组分析，鉴定出草莓基因组中所用的sweet基因家族成员；

3）提取草莓总rna并进行cdna的合成，进行引物的设计和同源基因片段的分离，扩增得到表达量有变化的sweet基因并构建过量表达和基因沉默载体；

4. 研究创新点

特色或创新之处

目前对于SWEET基因家族的研究主要在拟南芥、水稻的植物中，而在草莓等果树中的研究尚未有报道。本项目主要针对草莓中的SWEET基因功能进行探究，有助于草莓糖转运蛋白的研究以及抗病品种的培育。

5. 研究计划与进展

研究计划

计划时间	预期进展
2016/5-2016/6	阅读相关文献，确定实验方案与过程
2016/9-2016/10	草莓SWEET基因家族成员的分析与鉴定
2016/11-2016/12	病源菌接种草莓，并通过荧光定量PCR检测草莓SWEET基因的表达情况，查找出表达量有显著变化的SWEET基因。
2016/12-2017/3	对筛选到的SWEET基因进行功能验证
2017/4-2017/5	对成熟的研究结果撰写研究论文，完成课题设计的工作任务没总结本项目的研究工作，准备上报验收材料以及提交研究成果。

预期的进展

本课题预计历时一年。我在这一年内，将诚实诚信，并积极完成项目中的各项实验内容，争取通过自己的努力以及指导老师的帮助，达到试验目的，对草莓中SWEET基因家族进行分析和克隆鉴定，并完成相应论文报告的撰写，圆满完成课题