胡萝卜中油菜素内酯信号途径相关转录因子BZR1的克隆与表达分析开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

研究意义：

胡萝卜(daucus carota l.) 为双子叶植物纲伞形科萝卜属的草本植物，肉质根供食用，是世界重要的蔬菜作物之一。胡萝卜肉质根含有丰富的葡萄糖、淀粉、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、维生素、矿物质、蛋白质以及特殊的果胶质等营养物质^[1]。目前随着生活水平的提高，人们对胡萝卜的产量和品质有了更高的要求，而胡萝卜在生长发育过程中油菜素内酯(brassinolide,bl)的调控作用十分重要。

油菜素甾醇类化合物(brassinosteroids,brs)是广泛存在于植物中的相似于动物甾醇类激素的一种天然产物，许多植物生理学家将其列为植物的第六大类激素。由于br参与的植物生理过程有许多方面，所以对植物的生长发育具有多种生理功能如:促进生长^[2-4]、增加植物的抗逆性^[5]、延缓衰老^[6]、促进细胞分化^[7]等等。在天然brs中，油菜素内酯的生物活性最强，被认为是植物体内起作用的br的活性形式^[8]。目前已经鉴定的br信号转导组分包括bri1、bak1、bin2、bzr1和bes1等^[9]。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

（1）通过克隆与分离胡萝卜bzr1转录因子的基因，分析其基因序列、氨基酸理化性质并预测其蛋白三级结构以加强对该转录因子结构功能的认识；

（2）认识bzr1在胡萝卜发育的不同时期不同部位的时空表达特征及外源施加24-表油菜素内酯（24-ebl）处理后的表达变化，探讨br对胡萝卜的潜在影响。

3. 研究的方法与方案

研究方法：

（1）总rna的提取：采用总rna试剂盒( tiangen公司)提取总rna，利用反转录试剂盒(大连takara公司)将提取的总rna反转录成cdna；

（2）bzr1转录因子序列分析：先用软件dnaman 6.0.3.99对序列进行多重比对，然后构建同源进化树，并用mega 5对进化树进行测试和编辑，生成报告图形。用http: //www.expasy.org网站相关软件完成蛋白质基本性质分析。用http: //npsa-pbil. ibcp.fr网站预测蛋白二级结构;采用dnaman软件进行蛋白质亲水性/疏水性分析。通过swiss-model( ht-tp: //swiss-model.expase.org) 建立蛋白质空间结构模型；

4. 研究创新点

油菜素内酯在植物的正常生长发育中是不可缺少的，然而人们对其相关信号转导的机理的认识还比较有限，目前国内在水稻、棉花、番茄等作物上对BZR1转录因子在调控植物生长方面的作用有相关研究，于提高产量及品质上取得一定成效。然而，对胡萝卜内油菜素内酯信号途径相关转录因子BZR1的研究还比较少，本试验对黑田五寸胡萝卜品种的相关研究能够为国内这块领域增加试验经验。

5. 研究计划与进展

（1）2016.92016.11进行黑田五寸胡萝卜的种植并在五个时期分部位分别取样以及外源施加24-ebl处理后取样；

（2）2016.11-2016.12克隆bzr1转录因子基因并送南京金斯瑞公司测序；

（3）2016.12-2017.03对基因序列、氨基酸理化性质等进行分析，进一步预测其蛋白三级结构；