开题报告---柳枝稷抗旱dreb基因的筛选与克隆

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1、本科生毕业论文（设计）开题报告题目:柳枝稷抗旱DREB基因的筛选与克隆姓名:学院:草业学院专业:草业科学班级:草业111学号:15511113指导教师:职称:2015年4月2日南京农业大学教务处制本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）水资源短缺以及土壤盐渍化是目前制约农业生产的一个全球性问题，目前世界约有20%的耕地受到盐害威胁，干旱、半干旱区面积约占土地总面积的60%，占总耕地面积的42.9%。干旱与盐害严重影响植物的生长发育，造成作物减产,并使生态环境日益恶化。随着世界人口的剧增,粮食的供求矛盾日益突出，世界各国对如何提高植物

2、或作物的抗旱性和耐盐性的研究给予了高度重视。我国干旱、半干旱和盐碱地区约占国土面积的一半以上，即使在非干旱的主要农业区，也会经常受到旱灾袭击，在灌溉地区次生盐渍化田还在继续增加。传统常规育种的新品种选育历程长、受物种间的限制等，而利用植物基因工程技术实现在基因水平上改造植物更具有科学性和精确性，同时可以定向的改造植物遗传性状，提高育种的目的性和可操作性，实现基因在生物界的共用性，丰富基因资源。烟草是重要的经济作物，相对于植物分子农业的其他候选作物，烟草具有如下4个优势：1)作为植物基因工程的模式作物，易于进行分子生物学方面的操作，包括转化载体构建、基因

3、修补、基因表达分析、蛋白质产物鉴定以及遗传行为研究等；2)绿叶面积大，绿叶生物产量高；3)生长期短，产出快。要收获的是绿叶，不需要开花结实，40天左右的大田生长期即可收获，一个传统的生产季节可种植2季；4)烟草不为人或动物直接食用，更为安全。建议删除柳枝稷(PanicumvirgatumL.)是普列利高草草原上的一种重要的植物种，是禾本科黍属植物，植株高大，根系发达，具有根茎，叶型紧凑。柳枝稷耐旱耐湿，能生长在各种天然中，沙地或肥沃土壤都能生长，适应性很强，适应的pH为4.9～7.6，在中性条件下生长最好。柳枝稷水肥利用效率高，寿命长，若管理好可达到1

4、0到15年。它是典型的多年生暖季型草，有较好的草料特性和水保持水土的能力。由于柳枝稷的适应性强，能迅速生长，产量高，对土壤要求低，需水、需肥量少，病虫害少等优点，被认为是植物能源的潜在来源，越来越受到人们的关注。而且，它是C4植物，其水分利用率高，通过多种代谢途径来进行碳的固定。柳枝稷还有遗传多样性，这与其开放授粉的繁殖方式有关；根系发达；有效率很高的代谢系统。柳枝稷作为植物能源原料种植，能减少空气污染和降低温室效应，通过固定地下碳来提高土壤质量，有利于水土保持和生态保护下面添加一段说明增强植物抗逆性状对该能源植物育种的重要性：1.能源植物不能与粮争地

5、，因此需要重复利用边际地和退化土地。2.边际地和退化土地的主要问题（干旱、盐渍化、重金属污染等）。3.能源植物、特别是高大的多年生禾草（如柳枝稷）能够在边际地生长，并对土壤有修复作用。4.为了进一步提高柳枝稷对边际和退化土地的适应能力，提高其生物产量，有必要进一步增强其抗逆性。5.因此，本研究以筛选克隆植物抗逆重要途径的转录因子家族DREB为研究对象，对该家族基因进行生物信息学分析，并克隆DREB1A编码基因，在烟草中验证其生物学功能，为柳枝稷抗逆育种提供理论基础。。植物的抗逆性状是多基因控制的数量性状，它对干旱、高盐及低温耐性的强弱往往不取决于某一单

6、一因子，其性状受许多因子影响。一个转录因子可以调控多个基因的表达，通过增强一些关键的调节因子的作用来促进这些抗逆基因发挥作用，有望使植物的抗逆性得到综合的、根本性的改良。植物基因工程以植物为对象，采用重组DNA技术，将外源目的基因导入受体植物基因组，最后获得外源目的基因正确表达和稳定遗传的新植物类型。基因工程是在离体条件下，对不同生物的遗传物质进行人为“加工”，并按照人们的意愿重新组合，以改变生物的性状和功能，然后再通过适当的载体将重组DNA转入生物体或细胞内，并使其在生物体内或细胞中表达，从而获得新的生物机能。实验表明，DREB转录因子具有调控与干旱

7、、高盐和低盐胁迫耐性相关的多个基因的表达,从而提高植物的抗逆性。含AP2/EREBP结构域的转录因子广泛存在于拟南芥、番茄、烟草、水稻和玉米中，参与调控干旱、高盐、低温、病害和细胞发育相关的基因表达，如Athaliana的DREBIA/CBF3基因的超量表达能提高植株对低温胁迫的耐性。Yamaguchi一shinozaki等人的研究结果表明DREBIAcDNA和rd29A启动子能有效的用来提高作物的干早、高盐和低温的抗性。参考文献：[1]山仑、黄占斌、张岁歧。节水农业[M]北京：清华大学出版社.2000，12～13.[2]姜文来，中国21世纪水资源安全

8、对策研究[M].水科学进展，2000，5：23～26.[3]GalloMeagherMandI