植物抗病基因SW-5b结构及功能的研究开题报告

 2023-02-14 09:02

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

番茄斑萎病毒属于布尼亚病毒科(Bunyaviridae)番茄斑萎病毒属(Tospovirus),寄主植物非常广泛,可侵染84个科1090种植物,它是一种危害农业生产的重要病毒,在十大最具危害性的病毒中排行第二[1]。而在自然界长期进化过程中,植物通过自身复杂且完整的防御机制来抵抗病原物的侵害。在受病原物侵染时,植物体内的抗病基因即能表现出抗病反应[2]。因此,通过对植物抗病基因SW-5b的深入研究,可进一步从分子水平上揭示植物的抗病机制,对于培育抗病品种,综合防治番茄斑萎病毒病具有重要的理论指导意义。

随着近年来分子生物学、细胞生物学和遗传学的快速发展,人们对植物抗病基因的研究不断深入。并且通过分子生物学技术及利用遗传学图谱,对一些主要作物的重要抗病基因进行了定位和遗传的深入研究。目前,人们已从多种植物中克隆出了100多个抗病基因[3]。通过对植物大量抗病基因的克隆,为植物的分子育种提供了丰富的种质资源。同时,由于植物遗传转化技术正不断取得进步,人们不但可以进行植物抗病基因工程操作,还可以利用基因工程的方法,进一步了解抗病基因的作用机制。且通过对抗病基因如何在交互作用机制中起作用的研究,可以更好地应用于未来抗病和高产协调的作物育种。

对植物SW-5b抗病基因进行深入研究不但可以应用于作物育种方面,在生态环境保护方面也显出了它诱人广阔的前景。通过对植物抗病基因的研究将有利于人们更深层次地了解植物抗病基因与其生长及适应环境的机制,为解释外来入侵植物所具有的快速适应环境和较强生存竞争的能力,揭示新的生态入侵机制提供一定的参考[4]。基于植物抗病基因在植物病害防御过程中发挥的重要作用,深入研究并揭示植物的防御机制将非常有利于了解自然界生物之间的相互关系,促进生态学的发展,改善人与自然的关系。

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2. 研究的基本内容和问题

为利用植物抗病基因Sw-5b防治番茄斑萎病毒病,需进一步了解其具体定位与功能。已有的研究表明:Sw-5b据软件预测是一个细胞质蛋白,没有明确的核定位信号,属于NB-LRR一类的蛋白,Sw-5b分为4个domain,分别为NTD、CC、NB-ARC、LRR,我们的研究表明Sw-5b没有明确的细胞核定位信号,细胞核和细胞质都有定位,那没它的定位信号是什么?为什么进核?为了回答这些问题,需通过构建YFP-NTD、YFP-NTD-CC、YFP-CC等载体、注射种植烟草、共聚焦法观察荧光、摩擦接种病毒等研究内容,以寻找出进核信号。拟解决的关键问题即是进核信号的寻找,通过确定其domain的定位,即可深入了解抗病基因Sw-5b的结构与功能,进一步揭示植物的抗病机制。

3. 研究的方法与方案

1. 构建载体

已知植物抗病基因Sw-5b含有4个domain,分别为NTD、CC、NB-ARC、LRR,分别构建载体、YFP-NTD、YFP-NTD-CC、YFP-CC、YFP- NB-ARC、YFP-LRR、YFP-CC-NB-ARC、YFP-NB-ARC-LRR。

2. 注射烟草,观察统计HR反应

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4. 研究创新点

对植物SW-5b抗病基因进行深入研究不但可以应用于作物育种方面,在生态环境保护方面也显出了它诱人广阔的前景。

通过对植物抗病基因的研究将有利于人们更深层次地了解植物抗病基因与其生长及适应环境的机制,为解释外来入侵植物所具有的快速适应环境和较强生存竞争的能力,揭示新的生态入侵机制提供一定的参考。

5. 研究计划与进展

2015.62015.9 构建载体;

2015.92015.11 摩擦接种病毒,统计植物表现出的抗性情况进行筛选;

2015.92016.4 共聚焦下观察荧光,观察Sw5b不同domain的定位;整理结果,撰写论文。

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