油菜抗冻驯化机制研究开题报告

 2023-02-10 16:13:37

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

冻害是威胁油菜生产安全的重要因素之一,抗冻性影响油菜品种区域布局。目前对油菜的抗冻性遗传研究相对较少,抗冻性分子机理研究虽取得了一定进展,但与近缘模式生物拟南芥相比,研究还相对滞后。油菜是喜冷凉作物,经一段时间非冷冻型低温锻炼后,油菜遗传、形态和生理上都会发生变化,形成一定程度抗冻能力,其与油菜抗冻性极显著相关。本课题拟通过代谢组学手段研究油菜冻害形成和冷驯化的机制。

早期关于植物冻害形成和抗冻机理的研究是从比较冻害敏感植物和抗冻植物或比较未经驯化的植物和冷驯化植物的实验设计入手,研究结果表明,抗冻力提高是与可溶性糖、膜磷脂、游离氨基酸特别是脯氨酸、脱落酸、ABA 、脂肪酸的不饱和度增减有关,并指出维持膜系统功能结构的稳定性是维持和发展植物抗冻性的基础。但这些研究未能直接论证现象与抗冻性间的因果关系。之后的研究较长时间停留在膜保护系统、冷诱导特异蛋白(CORP)的变化与植物抗冷力形成的关系。分子生物学特别是基因组学的迅猛发展,为彻底阐明抗冻机理提供了可能尤其是借助模式生物拟南芥,植物冷驯化和抗冻性机理有了里程碑式进展。

2. 研究的基本内容和问题

在一定的外在刺激作用下, 生物体一般能够迅速地发生生理反应, 以适应环境的变化, 这种生理反应就叫应激反应。

植物为抵抗低温环境,在生长习性、生理生化、遗传表达等方面有各种特殊的适应特性即为植物的抗冻性。

研究植物的抗冻性有助于人们了解植物抗冻机制并使之服务于生产实践。

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3. 研究的方法与方案

在低温条件下,分时期定点收取样品,取新鲜油菜的叶片与根部须根,取后立即放入液氮冷冻,磨样冻干处理后保存对不同物质采用不同的方法进行测定。

对脂肪酸与可溶性糖的测定可利用气质联用仪进行测定,而对于脂质含量则可以采用液质联用定量检测设备进行相关测定。

4. 研究创新点

目前对油菜的抗冻性遗传研究相对较少,抗冻性分子机理研究虽取得了一定进展,但与近缘模式生物拟南芥相比,研究还相对滞后。

本实验创新之处在于同时测定多种物质含量以便需求其与油菜抗冻性形成的关联。

利用分子生物学特别是基因组学的技术,有可能对抗冻机理进行进一步挖掘。

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5. 研究计划与进展

2014年11月至2015年1月进行取样工作,按照药品与仪器的条件预计1月测定脂肪酸含量,3至4月测定糖含量与脂质含量,分析数据,准备论文与答辩。

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