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陆地棉野生种系基于转录组与代谢组学抗旱分子机制研究的开题报告
一、研究背景
全球气候变化与干旱频发已成为当前全球需要解决的重大问题之一。棉花作为全球重要的经济作物之一，其产量与质量直接影响国家粮食安全与农业经济效益。然而，棉花生长发育过程中常常受干旱等自然灾害的影响，从而导致减产甚至歉收。
为了解决棉花抗旱问题，科学家们开展了大量的研究。目前已有的数据显示，一些耐旱的棉花野生种可以适应干旱环境，生长不受影响。而与其它棉花相比，耐旱棉花野生种具有耐旱生长和更好的水利用效率的重要特性，因此，其耐旱分子机制研究已成为当前研究的热点问题。
二、研究目的
本研究旨在开展陆地棉野生种系转录组和代谢组学抗旱分子机制的研究，以期深入探究其在抗旱方面的生物学基础，为棉花抗旱育种提供基础理论和实践依据。
三、研究内容与方法
（一）研究内容
1.构建陆地棉野生种系耐旱转录组和代谢组学基因库。
2.对不同干旱适应的陆地棉野生种系开展转录组和代谢组学的分析，筛选和鉴定与抗旱适应相关的不同基因和代谢物。
3.结合转录组和代谢组学研究结果，预测和鉴定新的抗旱蛋白质和代谢物，以期发现和分析其中的代谢通路和分子机制。
4.建立陆地棉野生种系的生物信息学数据库，并通过基因表达和代谢产物水平的差异性分析、关键代谢途径的调控分析等综合方法，深入探究抗旱基因的功能和相互关系。
（二）研究方法
1.采用IlluminaHiSeq2500平台对不同干旱适应的陆地棉野生种系进行转录组学分析，得到能够表达的基因的差异表达情况。
2.采用UPLC-Q-TOF/MS进行代谢组学分析，筛选能识别出来的代谢产物的差异表达情况，并在结合转录组的结果，对一些特别差异的物质进行分析。
3.利用胶原重复逆转录PCR（ER-RTPCR）和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证关键基因的表达水平，分析其在不同情况下的表达模式。
4.建立生物信息学数据库，对基因流调控、代谢通路以及调控网络进行分析和建模。
四、研究预期成果
（一）关键技术手段
通过转录组和代谢组学分析，筛选并鉴定不同基因和代谢物，预测和分析其中的代谢通路和分子机制。
（二）预期成果
1.鉴定其中涉及抗旱适应的新基因和代谢物，预测和分析其中的代谢通路和分子机制。
2.揭示抗旱基因在陆地棉野生种系中的功能和相互关系，为进一步探究抗旱分子机制奠定基础。
3.建立陆地棉野生种系的生物信息学数据库，提供研究数据资源，为棉花抗旱育种提供基础理论和实践依据。
五、研究意义
本研究可以深入探究陆地棉野生种系在抗旱方面的生物学基础，发现和分析其中的代谢通路和分子机制，为棉花抗旱育种提供理论基础和实践指导，以期促进棉花产业的发展。