基因组范围内鉴定梨环核苷酸门控通道的基因家族以及进化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）

1）植物cngcs的基本概述

植物像任何其他生物一样需要营养才能够生存和生长。现已经知道植物必须的离子有16种^[1，2]，并且植物已经进化形成了几个不同类别的离子跨膜通道和转运蛋白。其中，植物环核苷酸门控通道（cngcs）家族被演变和进化成一个非选择性的阳离子通道，它的特殊的结构和功能与电压门控离子通道中的shaker型k 通道类似，并参与吸收了必须以及具有毒害的阳离子，接收 ca² 信号和生物响应及非生物胁迫^[3]。

cngcs首先是在动物的视网膜感光细胞质膜中鉴定^[4]。而第一个植物cngc，大麦钙调蛋白结合转运体（hvcbt1），被证明该蛋白质能够结合拟南芥钙调素(atcam2)^[5]。 2000年，拟南芥基因组序列绘制成功，并检索到拟南芥cngcs中共有20个cngc成员。拟南芥cngcs中氨基酸序列的相似性介于55%到83%，并根据它们的蛋白质全长序列的系统发育树分析，可分为5组：i组,ii组,iii组,iva组和ivb组^[6]。

2. 研究的基本内容和问题

研究目的：

鉴定了梨中的cngc基因家族成员，并且鉴定梨花粉质膜钙离子通道cngc以及功能调控分析。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究材料：

提取梨花粉以及不同组织RNA，CNGC基因

研究方法：

1、 利用生物信息学方法收集已知的CNGC基因。

2、 利用RT-PCR分析CNGC在梨各组织中的基因表达情况。

3 、数据库预测梨CNGC基因各表达蛋白的主要结构域功能。

研究手段：

基因数据库检索，RT-PCR，基因序列的生物信息学分析。

技术路线：

运用数据库，收集已知的CNGC基因

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收集代表性品种的梨组织，提取梨DNA

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从拟南芥相应序列信息搜索梨的CNGC和蛋白质结构域

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所获得的序列使用程序PFAM和SMART进一步分析

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对梨和拟南芥进行系统发育树分类，分析每一亚群的特点

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染色体定位分析，确定梨CNGC的位置

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对CNGC基因的外显子/内含子进行结构分析，解释亲缘关系

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在CNGC家族内，采用多序列比对，得到各主要结构域的基因序列，并预测其功能特点及其相互关系

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采用RT-PCR技术，检测梨各个组织CNGC的表达水平（重点：CNGC在花粉管生长的调节作用）

4. 研究创新点

创新之处：

通过成功绘制的梨的基因组序列研究了梨CNGC基因家族的鉴定和调控功能分析。本研究第一次鉴定了梨的CNGC基因家族成员，并且探明了详细的进化和表达特性，并与拟南芥CNGC家族做比较。

5. 研究计划与进展

进度安排：

2012年9月-10月 检索cngc同源序列。

2012年11月-12月 收集代表性品种的梨叶、花、果、根组织，提取梨dna。