1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
课题意义
草莓果实色泽鲜艳、风味独特,营养丰富,素有“水果皇后”的美誉,具有很高的营养和食疗价值。然而,当前生产上应用的草莓栽培品种的遗传背景狭窄,类型较单一,造成其对病虫害和逆境的抗性减弱。随着社会经济的不断发展,人们对生活质量的追求也在不断提升,这使得市场对草莓品质的要求也越来越高。因此,需要育种工作者培育出风味佳、产量高、抗性好的草莓新品种;而挖掘与风味、产量、抗性相关的重要功能基因,是应用其进行新品种培育的前提。
串联复制是植物基因复制的主要方式之一。串联复制会形成一簇序列相似、功能相近的以头尾相串联的方式排列在染色体上的一类旁系同源基因(paralogs)。串联复制易发生在染色体重组热点区域,对植物基因的扩张具有重要的贡献,对其基因组乃至其物种的进化都具有重要的影响。对已测序植物串联复制基因的研究发现,串联复制基因存在偏向性保留。与组织器官发育有关的基因比较保守,串联复制基因相对比较少;和环境因素相关的、条件启动的基因(与抗胁迫、抗高温、抗虫、抗病有关的基因)变异较多,串联复制基因相对比较多。例如,在白菜的研究中发现,与激酶、生物和非生物胁迫(包括与环境相关的基因和与植物激素相关的基因)、细胞结构(细胞壁,非原质体)等相关的基因在串联复制之后会保留下来;而与dna修复有关的基因和与核酸结合有关的基因经过串联复制之后会丢失。因此,串联复制基因的偏向性保留与植物响应生物和非生物胁迫有着密切的关系,其研究很可能为草莓的品种改良和抗性提高提供基因资源。
2. 研究的基本内容和问题
3.1.1研究目标
(1)鉴定森林草莓基因组中的全部串联复制基因
(2)分析森林草莓串联复制基因的遗传变异规律,探讨其在草莓生长发育及对环境刺激响应中的作用
3. 研究的方法与方案
3.2.1拟采取的研究方法
(1)数据库建立及森林草莓的串联复制基因筛选
从公共基因组数据库下载草莓和拟南芥的基因组和蛋白组序列,利用mcscanx软件等生物信息学的方法鉴定草莓和拟南芥基因组中全部串联复制基因以及它们的数目、分布、结构及基因组内各基因的相互关系等。
4. 研究创新点
3.3本项目的创新之处
(1)研究对象创新:目前尚无关于草莓串联复制基因的研究
(2)研究角度创新:目前尚无研究从串联复制基因的角度来发掘草莓抗病及抗逆性状的重要功能基因
5. 研究计划与进展
3.4项目研究计划及预期进展
2019年4月~2019年6月:鉴定森林草莓串联复制基因,提取森林草莓基因组中串联复制基因组中串联复制基因的功能信息。
2019年7月~2019年9月:根据基因功能类别将森林草莓串联复制基因分类并绘制饼状图。选取5个代表性的森林草莓串联复制基因家族,分析其基因的遗传参数。
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