胡萝卜Y基因的克隆分析和遗传转化开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

胡萝卜（daucus carota l.）属于伞形目(apiales)伞形科(apiaceae)胡萝卜属两年生草本植物，染色体数为2n2x18。胡萝卜在世界各地广泛种植，是最受欢迎的根类蔬菜之一，大约于九世纪的阿富汗，在胡萝卜栽培的推广中产生了多样的品种。16世纪初，西欧首先出现了白色和橙色胡萝卜[1,2]。公元1700年，亚洲开始出现一种红色胡萝卜[3]。近年来，中国已经成为了主要的胡萝卜生产国。

胡萝卜主根颜色的主要贡献者是其中的类胡萝卜素，而类胡萝卜素也是其主要的营养物质。一些类胡萝卜素如β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、隐黄质，在分子分裂后还原为维生素a，在西方国家，胡萝卜是人类膳食维生素a的主要来源[4]。还有一些类胡萝卜素如番茄红素、叶黄素和玉米黄质，是良好的抗氧化剂，并与降低某些类型的癌症、血管疾病和视力损害的可能性有关[5]。类胡萝卜素由所有光合生物（植物、藻类和蓝藻）以及一些非光合细菌和真菌合成，而脊椎动物不能合成胡萝卜素，为保持健康只能从饮食中获取类胡萝卜素。而胡萝卜是类胡萝卜素积累最为丰富的蔬菜作物之一，富含叶黄素、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素等多种生物活性色素[6-9]。

在园艺作物（花卉、水果和蔬菜）中，产品颜色代表了一个重要的质量特征，从而增强了产品多样性和市场细分机会，目前许多类胡萝卜素生物合成的研究集中在水果、种子和花器官中不同颜色的发育，如柑橘[10]、番茄[11-13]、胡椒[14]、玉米[15,16]、万寿菊[17]、菊花[18]以及水稻[19]。对地下器官的大多数研究集中在马铃薯块茎上，对根中类胡萝卜素合成的控制知之甚少[20]。解析胡萝卜类胡萝卜素合成的分子机制，能够对胡萝卜在颜色方向上的分子设计育种，提供一套新的理论基础和指导。

2. 研究的基本内容和问题

1、验证y基因在胡萝卜肉质根中类胡萝卜素合成中的作用及其分子机理。

2、检测y基因在不同胡萝卜品种中功能差异的原因。

3. 研究的方法与方案

1、y基因序列分析和表达分析

种植不同颜色胡萝卜，获得成株后检测y基因在肉质根的表达量，以此分析y基因与肉质根类胡萝卜素合成的相关性。

2、y基因功能验证

4. 研究创新点

研究将有望率先明确Y基因对胡萝卜主根中叶黄素的降解作用，获得的重要功能基因将为胡萝卜的性状遗传改良提供理论依据、技术手段和基因资源。

5. 研究计划与进展

2019.06—2019.09 胡萝卜种植、不同品种dna提取、dna差异序列分析、载体构建胡萝卜转基因。

2019.09—2019.05 提取rna、荧光定量表达分析、转基因胡萝卜检测。

2020.05—2020.06 分析得出结论，撰写论文。