1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1 课题的意义、国内外研究进展、应用前景等(列出主要参考文献)
1.1课题意义
植物富含多糖的细胞壁是抵抗病原真菌侵染的第一道屏障。多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)是病原体感染植株最先分泌的最重要的一种细胞壁降解酶,它能够分解细胞壁的构成成分——果胶。PG通过降解植物细胞壁使其它细胞壁降解酶对其底物的攻击更容易,同时为病原体的生长发育提供大量的糖源[1]。植物在与病原体的斗争过程中,自身形成了一套有效的防御体系。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(polygalacturonase-inhibiting protein,PGIP)是与植物自身抗病性相关的多功能蛋白,属于植物胞外的富含亮氨酸重复序列(extracellularleucine-richrepeat,eLRR)结构的细胞壁结合蛋白,能特异性地结合病原体分泌的PG,降低PG的水解活性,从而抑制病害的发生。同时促进高浓度寡聚半乳糖醛酸(oligogalacturonides,OG)在植物体内累积,激活并表达包括PGIP基因在内的一系列防卫相关基因来增强植物抗病性,从而更有效地抵御病菌侵染[1-5]。PGIP在植物防卫反应等方面引起了广大学者的关注,围绕PGIP所开展的研究也十分广泛[6-11]。PGIP还与果实的发育过程、胁迫反应、冷藏、浆果果实的病虫害等有关[12]。因此,PGIP基因受到国内外研究者的高度重视并成为目前抗病基因工程研究的重点。
2. 研究的基本内容和问题
2 研究的目标、内容和拟解决的关键问题
2.1 研究目标
以相对抗性佳、抗性一般和抗性弱的番茄幼苗为材料,取番茄根系提取总RNA,反转录合成cDNA第一条链,根据PGIP基因保守序列设计引物,通过PCR扩增等步骤,克隆出番茄PGIP基因,并分析比较序列差异,为培育抗病番茄新品种提供基因资源。
3. 研究的方法与方案
3研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
3.1 研究方法
实验选用不同抗性的10个番茄品种,拟采用穴盘育苗,将番茄种子浸种催芽后,播种于穴盘进行育苗。待幼苗2-3片真叶时,进行移栽、根结线虫接种。接种35天后,通过调查病级、计算病情指数,筛选相对抗性佳、抗性一般和抗性弱的3个番茄品种,用于PGIP基因克隆。取样,提取幼苗根系总RNA,反转录为cDNA进行基因克隆,利用BLAST搜索、DNAMAN等软件分析序列。比较3个品种间PGIP基因序列差异,分析生物信息学特征。
4. 研究创新点
4 特色或创新之处
PGIP基因对病虫害的抗性一般为水平抗性,不易被病菌克服,具有广泛的研究意义,其在番茄中研究较少。本项目以不同抗根结线虫能力的3个番茄品种为材料,克隆其PGIP基因,进行多序列比对和序列差异分析少见报道。
5. 研究计划与进展
5 研究计划及预期进展
2018.09搜集实验资料、阅读文献,设计实验方案,练习实验操作。
2018.10-2019.04按实验方案进行实验,育苗至2-3片真叶,接种根结线虫,筛选品种抗性,开展番茄PGIP基因克隆实验。
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