1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
花生在世界各地广泛种植,是重要的经济与油料作物。我国花生主要分布在干旱半干旱地区,干旱是制约花生产量与质量提供的主要限制因子。与其他作物相比,花生抗旱机制研究较少,抗旱相关基因的克隆研究更加缺乏。因此,开展花生抗旱资源的鉴定筛选,探讨花生抗旱指标,开展花生抗旱育种研究具有重要意义。
干旱除引起减产外,还使花生黄曲霉毒素污染加重,增加病虫害的发生[1]。抗旱性是多种因素综合作用的结果,既受遗传基因的控制,又受环境条件的影响,不同品种的抗旱机制可能不同。研究[2]认为,花生的抗旱机制分为避旱机制与耐旱机制。避旱主要是通过减少水分的蒸腾(如气孔关闭)增加水分的吸收(如高根冠比,提高根系活力),加快水分的运输(如较大的输导组织与非输导组织之比)等方式来提高作物的抗旱性;耐旱的主要机制是渗透调节。
花生在抗旱性方面的研究重点主要集中在形态特征、生理指标方面[3]。形态特征研究主要有株型和根系、茎叶等;生理指标的研究主要有光合强度、叶片中脯氨酸含量、酶活性、叶水势等。
2. 研究的基本内容和问题
1 研究目标: 1、了解国内外花生抗旱研究概况; 2、筛选2-3份花生抗旱资源; 3、利用已有的转录组测序结果,开展抗旱相关基因MYB的克隆。
2 研究内容: 1、不同花生种质苗期抗旱筛选鉴定苗期鉴定,采用15%PEG6000的胁迫浓度。
萌发待幼苗长至三叶期时,挑选生长一致的幼苗,分别进行清水处理和干旱胁迫处理,处理10d后分别测量株高(子叶节到生长点)、幼苗鲜重(去除子叶)、幼苗干重(去除子叶)等性状。
3. 研究的方法与方案
1 研究方法: 1、利用PEG6000进行萌发期及幼苗期实验室模拟干旱筛选鉴定,测定相关指标,利用EXCEL及SPSS19.0进行数据分析。
2、利用PCR进行目的基因的克隆,利用BioXM2.6、DNAssist及MEGA5.1进行序列分析。
2 技术路线:抗旱鉴定分萌发期和幼苗期鉴定,然后进行田间鉴定;选择丰花1号进行转录组测序,设计引物,进行PCR,进行序列分析,然后功能验证。
4. 研究创新点
花生是我国重要的经济和油料作物,而干旱是我国花生生产的首要限制因子,因此开展花生抗旱种质资源筛选鉴定具有重要意义。
尽管花生二倍体野生种全基因组测序已经完成,但花生栽培种为异源四倍体作物,其全基因组测序还未完成,标记开发、基因克隆等研究相对滞后。
MYB基因与植物逆境胁迫密切相关,在水稻、拟南芥、玉米中都有大量研究报道,花生中鲜有报道。
5. 研究计划与进展
2014年6月-8月:花生种质资源苗期抗旱性实验室鉴定; 2014年8月-10月:花生种质资源萌发期抗旱性实验室鉴定; 2014年10月-2015年2月:引物设计、PCR,基因序列分析; 2015年2月-3月:数据整理,撰写毕业论文。
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