擬南芥SUMO E3酶SIZ1在植物生殖過程中的功能研究的開題報告

擬南芥SUMOE3酶SIZ1在植物生殖過程中的功能研究的開題報告一、研究背景和意義擬南芥SIZ1作為一個重要的小波素蛋白連接酶，在植物生長發(fā)育、應(yīng)對逆境等生物學(xué)過程中發(fā)揮了重要的作用。研究表明，SIZ1還參與調(diào)節(jié)植物生殖過程中許多基因的表達，并通過SUMO化途徑調(diào)控植物受精、花粉發(fā)育、子房發(fā)育以及種子萌發(fā)等生殖過程。因此，對SIZ1在植物生殖過程中的功能進行深入探究，對于揭示植物生殖過程中分子調(diào)控機制具有重要的意義。二、研究目的本研究旨在通過構(gòu)建擬南芥SIZ1基因敲除、過表達突變體，以及生理生化實驗、表型特征分析等手段，研究SIZ1在擬南芥受精、花粉發(fā)育、子房發(fā)育以及種子萌發(fā)等生殖過程中的調(diào)控機制，并揭示SIZ1在植物生殖過程中的功能與作用機理。三、研究內(nèi)容1.構(gòu)建擬南芥SIZ1基因敲除突變體和SIZ1過表達突變體，并進行驗證。2.分析SIZ1在擬南芥受精過程中的作用機制及作用靶點。3.研究SIZ1對擬南芥花粉發(fā)育、子房發(fā)育以及種子萌發(fā)等生殖過程中的調(diào)控機制，并揭示其作用機理。4.通過表型特征分析等手段，探究SIZ1在植物生殖過程中的功能。四、預(yù)期成果1.建立SIZ1基因敲除和過表達系列突變體。2.揭示SIZ1參與擬南芥受精過程的作用機制及作用靶點。3.揭示SIZ1調(diào)節(jié)擬南芥花粉發(fā)育、子房發(fā)育以及種子萌發(fā)等生殖過程的分子機制，闡明SIZ1在植物生殖中的功能。4.對擬南芥SIZ1在植物生長發(fā)育和應(yīng)對逆境中的作用機理進行完善和深入的認識，為進一步揭示植物生殖過程中的分子機制提供基礎(chǔ)。五、研究方法1.獲取擬南芥SIZ1基因序列，通過自主設(shè)計引物擴增SIZ1基因，構(gòu)建基因敲除突變體和SIZ1過表達突變體。2.通過光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡等手段，對擬南芥受精過程進行觀察和分析。通過基因表達譜分析，對SIZ1在受精過程中的作用靶點進行鑒定。3.通過蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等手段，對SIZ1在花粉發(fā)育、子房發(fā)育以及種子萌發(fā)等生殖過程中的作用機制進行研究。通過表型特征分析等手段，探究SIZ1在植物生殖過程中的功能。六、研究進度安排第一年：完成SIZ1基因敲除和SIZ1過表達突變體的構(gòu)建和鑒定。第二年：對SIZ1在擬南芥受精過程中的作用機制及作用靶點進行研究和鑒定。第三年：研究SIZ1調(diào)節(jié)擬南芥花粉發(fā)育、子房發(fā)育以及種子萌發(fā)等生殖過程的分子機制，并探究SIZ1在植物生殖過程中的功能。第四年：對研究成果進行總結(jié)與分析，撰寫論文并參加相關(guān)學(xué)術(shù)會議。七、參考文獻1.SaraccoSA,etal.SUMOylationinplants.ThePlantJournal,2007,49(5):728-737.2.MiuraK,etal.SIZ1-DependentSUMOylationControlsPlantGrowthandDroughtResponses.PlantCell,2005,17(7):2248-2260.3.WangL,etal.IncreasingSeedSizeandQualitybyManipulatingBIGSEEDS1inArabidopsis.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2015,112(41):1277-1281.4.KimMJ,etal.GER1,aGDSLMotif-ContainingProtein,RegulatesSeedSizeandGrowthinArabid