中國農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生“URP”立項(xiàng)申請書

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生“URP”立項(xiàng)申請書項(xiàng)目名稱響應(yīng)高溫的番茄組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶基因篩選申請人 隨 工作單位 .中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院聯(lián)系電話 電子信箱 填表日期 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制項(xiàng)目申請人情況姓名張娜性別女出生日期1988.1最后學(xué)歷與學(xué)位博士專業(yè)技術(shù)職務(wù)副教授從事專業(yè)蔬菜學(xué)一、項(xiàng)目概況項(xiàng)目名稱項(xiàng)目起止時間響應(yīng)高溫的番茄組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶基因篩選植物賴以生存的環(huán)境并不是始終不變的，生物脅迫和非生物脅迫等因素都會影響植物的生長和發(fā)育，其中高溫脅迫對植物造成的傷害尤為嚴(yán)重。由于我國水資源嚴(yán)重匱乏，所以由高溫引起的干旱缺水是限制我國蔬菜、糧食產(chǎn)量提高的關(guān)鍵因素山。番茄(Solanumlycopersicum)原產(chǎn)于南美洲，如今已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛栽培。番茄營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特，同時極具觀賞價值，因此深受廣大人民群眾的喜愛。目前中國已經(jīng)成為世界上番茄種植面積最大的國家。番茄屬于需水量較多的一種蔬菜作物，因此高溫、干旱脅迫是限制番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的主要制約因素⑵。經(jīng)過長期的進(jìn)化，一些植物自身已經(jīng)形成了一套完整的適應(yīng)機(jī)制和策略來抵御高溫等環(huán)境脅迫對自身造成的傷害。外界高溫的程度和植物自身的基因調(diào)控影響著植物對高溫環(huán)境的適應(yīng)能力⑶。在高溫脅迫逆境中，植物通過調(diào)控高溫相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而使得植物體內(nèi)的生理生化反應(yīng)以及植物體外在的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使植物度過高溫期，這些變化是植物體應(yīng)對高溫脅迫和保護(hù)自身不受傷害的一種應(yīng)激機(jī)制⑶。近些年來，植物的表觀遺傳學(xué)研究獲得了科學(xué)家們的極大關(guān)注。這些重要的研究結(jié)果不僅揭示了植物基因組如何在外界環(huán)境因素的脅迫作用下行使功能，并且為物種改良和育種提供了另一種可能的途徑[鞏研究表明組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(HAT)參與了植物對各種脅迫的反應(yīng)，包括光、干旱、溫度、鹽和ABA⑺。而目前報道的組蛋白乙?；奈恼轮饕阅Ｊ街参锏慕M蛋白去乙?；D(zhuǎn)移酶(HDAC)為主，因此，開展番茄組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶的相關(guān)研究具有非常重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本項(xiàng)目將對搜索整理的32個番茄HAT進(jìn)行進(jìn)化樹分析、啟動子分析、器官表達(dá)量熱圖分析、高溫脅迫下基因表達(dá)分析，旨在篩選出響應(yīng)高溫的番茄組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶基因。參考文獻(xiàn)[1]LiS,LinYCJ,WangP,etal.TheAREB1TranscriptionFactorInfluencesHistoneAcetylationtoRegulateDroughtResponsesandToleranceinPopulustrichocai-pa[J].ThePlantCeil.2019,31(3):663-686.[2]SubramanianKS,SanthanakrishnanP.BalasubramanianP.Responsesoffieldgrowntomatoplantstoarbuscularmycorrhizalfungalcolonizationundervaryingintensitiesofdroughtstress[JJ.Scientiahorticullurae.2006,107(3):245-253.[3]Almeselmani,M..Deshmukh,P.S.,Sairam.etal.Protectiveroleofantioxidantenzymesunderhightemperaturestress.Plantscience.2006.171(3),382-388.(4JPradhan,Sumit,etal.Understandingthegeneticbasisofspikefertility(oimprovegrainnumber,harvestindex,andgrainyieldinwheatunderhighlemperalurcstressenvironments.Frontiersinplantscience,2019,10:1481.KimJM.ToTK.NishiokaT.etal.Chromatinregulationfunctionsinplantabioticstressresponses!J].Plant.Cell&Environment,2010,33(4):604-611.ShenY,WeiW,ZhouI)X.Histoneacetylationenzymescoordinatemetabolismandgenecxprcssion[J].Trendsinplantscience,2015.20(10):614-621.Perrella.Giorgio,etal.Theimpactoflightandtemperatureonchromatinorganisationandplantadaptation.JournalofExperimentalBotany,2020.二、實(shí)施計劃及方案(明確各個環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的具體思路及考核辦法)2.1實(shí)驗(yàn)方案I.進(jìn)化樹制作及分析登陸番茄數(shù)據(jù)庫SolGenimicsNetwork()、擬南芥數(shù)據(jù)庫Tair()、水稻數(shù)據(jù)庫RiceGenomeAnnotationProject()并下載三種植物的HAT蛋白序列，通過MEGA6.06軟件繪制進(jìn)化樹，分析不同物種間組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酹(HAT)的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近及進(jìn)行功能預(yù)測。2.啟動子分析登陸NCBI官網(wǎng)()，下教番茄HAT基因ATG上游2000bp的啟動子序列，然后登陸PantCare網(wǎng)站()進(jìn)行啟動子分析，查找與溫度相關(guān)的作用元件和基序。.熱圖制作及分析登陸番茄數(shù)據(jù)庫SolGenimicsNetwork(),下載番茄HAT基因的蛋白序列，通過TBtools軟件進(jìn)行熱圖制作，并分析番茄HAT基因在不同器官中的表達(dá)量。.高溫脅迫下HAT基因表達(dá)分析登陸EnscmblPlants數(shù)據(jù)庫()，卜載番茄HAT基因的CDS序列，通過Primcr5軟件進(jìn)行熒光定量(qPCR)引物設(shè)計并送擎科合成引物；對高溫45℃下Oh,lh,3h,6h,9h,12h處理的番茄植株葉片進(jìn)行取樣，采用TRIzol方法提取RNA并反轉(zhuǎn)錄成cDNA,測量cDNA濃度并進(jìn)行稀釋(lOOng/pL)以備用；上樣檢測引物特異性并進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)；整理數(shù)據(jù)并通過Excel軟件繪圖。.2考核方法.前期準(zhǔn)備通過查閱文獻(xiàn)資料了解項(xiàng)目背景，掌握實(shí)驗(yàn)所涉及的各項(xiàng)技術(shù)方法，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。這部分內(nèi)容主要培養(yǎng)學(xué)生檢索查詢文獻(xiàn)，獨(dú)立思考的能力。.試驗(yàn)環(huán)節(jié)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)具體情況對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。這部分內(nèi)容主要培養(yǎng)學(xué)生動手能力及實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫結(jié)題報告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)中問題和狀況并提出改進(jìn)。這部分內(nèi)容主要培養(yǎng)學(xué)生分析總結(jié)能力。三、項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ)和條件本項(xiàng)目應(yīng)具備基礎(chǔ)分子生物學(xué)知識，需要掌握相關(guān)生信分析、引物設(shè)計、RNA的提取及反轉(zhuǎn)錄、qPCR等技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)室主要開展蔬菜作物品質(zhì)調(diào)控、逆境生理相關(guān)生物技術(shù)研究，具有分子生物學(xué)、植物生理學(xué)與植物學(xué)的良好實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)室具有該項(xiàng)目所需的試劑和儀器設(shè)備，樣品處理和檢測體系成熟。本項(xiàng)目入選的本科生將在經(jīng)驗(yàn)豐富的博士研究生帶領(lǐng)下，共同完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，本實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)條件能夠滿足本項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的要求。四、學(xué)生提交的成果.提交相關(guān)研究報告I份；.提交試驗(yàn)過程與結(jié)果的相關(guān)圖