1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
棉花纤维是纺织工业的重要原料,在国民经济中占有重要地位。
纤维的发育从胚珠表皮细胞的分化和突起开始,并决定纤维的最终产量和品质。
因此从分子水平阐明棉纤维初始发育的机理以及影响纤维品质和产量的主要因素,具有重要的理论价值与现实意义。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:通过突变体和正常材料间的qPCR分析、候选基因的染色体定位、农杆菌介导的VIGS技术、农杆菌介导的转基因功能验证,最终克隆显性光子基因N1,并通过RNA-SEQ构建N1基因在纤维起始发育过程中的基因网路,进一步揭示N1基因在纤维起始分化发育进程中行使的功能和可能的调控作用。
研究内容:(1)GhN1基因的功能验证构建候选基因的TRV2基因沉默载体,侵染培养8天的棉花幼苗,接种后的植株置于23℃,16h/8h光/暗周期下培养。
取从各个时期的幼嫩棉铃剥离的胚珠电镜观察,胚珠表面纤维细胞起始情况。
3. 研究的方法与方案
研究方法:
(1)通过VIGS技术,研究候选基因(ORF)的功能
设引物,扩增目的基因中大小约400-500bp的片段,酶切产物亚克隆至经同样酶切TRV2基因沉默载体,获取重组质粒,经酶切、得到大小约400-500bp的产物。TRVI和含有目的基因片段的TRV2分别转化农杆菌GV3101,随后,采用PCR进一步验证三个基因沉默载体中插入片段的正确性。挑取TRV2-MAPK转化农杆菌GV3101的单菌落,接种培养,用新鲜菌液处理培养箱中培养8D的棉花幼苗。基因沉默接种后的植株置于23℃,16h/8h光/暗周期下培养。取从各个时期的幼嫩棉铃剥离的胚珠电镜观察,胚珠表面纤维细胞起始分化情况。筛选对纤维表皮细胞的突起有影响的候选基因,进一步锁定目标。
4. 研究创新点
1)研究材料独特棉纤维突变体是研究纤维分化和发育的理想材料和开展棉花纤维遗传及分子机理研究的重要资源。
光子突变体没有短绒,光子突变体已经成为研究棉纤维起始、分化和发育分子机理的模式材料(Ji et al ,2002 )。
通过比较研究无短绒材料的突变体与野生型,有助于从分子水平揭示纤维分化发育机制及相关基因表达调控机理(朱一超等,2006)。
5. 研究计划与进展
1.2014年7月-2014年9月:构建候选基因的VIGS载体 2.2014年9月-2015年2月:VIGS侵染棉花,植株的性状鉴定,GhN1基因的确定 3.2015年2月-2015年4月:研究GhN1基因的互作及短绒发育基因调控网络 4.2015年4月-2015年5月:撰写毕业论文
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