小麦基因电子表达分析平台的构建及相对于水稻的小麦特异基因的鉴定的任务书.docx

小麦基因电子表达分析平台的构建及相对于水稻的小麦特异基因的鉴定的任务书
任务书
1.研究背景和意义
小麦是我国主要的粮食作物之一，对保障国家粮食安全具有极为重要的作用。在过去的几十年中，我国的小麦品种已经经过了多次的选育，相应的小麦基因组学研究也蓬勃发展。然而，小麦基因组结构复杂，基因数量庞大，基因功能尚未完全解明，这给小麦的遗传改良和品种选育带来了很多挑战。
基因表达分析是研究基因功能的重要手段之一，可以帮助我们了解基因在不同组织、不同生长发育阶段以及不同环境条件下的表达情况，从而为进一步研究基因功能提供线索。目前，基因表达分析的主要方法有RT-PCR、Northern印迹、Western印迹、原位杂交和芯片等技术。然而，芯片技术存在着样本通量低、数据量有限和价格昂贵等缺点，而且芯片的设计和数据分析也需要高超的专业技能。因此，为了更好地开展小麦基因表达分析研究，我们需要构建一个小麦基因电子表达分析平台。
本项目旨在构建小麦基因电子表达分析平台，用于小麦基因组的表达谱分析和特异基因的鉴定，进一步研究小麦的基因调控网络以及小麦的逆境适应机制，为小麦品种的选育和遗传改良提供理论依据。
2.研究内容和方法
（1）小麦基因电子表达分析平台的构建
将小麦在不同发育阶段、不同组织和不同环境下的RNA样本进行高通量测序，构建小麦基因组的表达谱数据库，并搭建小麦基因电子表达分析平台。该平台主要包括以下几个模块：
①数据库建立：建立小麦基因组的表达谱数据库，包括小麦在不同发育阶段、不同组织和不同环境下的RNA测序数据和表达谱数据。
②数据分析：对RNA测序数据进行预处理、比对和拼接，对表达谱数据进行质控、过滤和标准化处理，利用差异表达基因分析（DEG）方法鉴定特异基因，进行GO、KEGG和KEGG富集分析。
③数据展示：基于Web技术，利用前端Vue框架和后端Java技术，构建小麦基因电子表达分析平台，并提供数据查询、数据可视化和数据下载等功能。
（2）小麦特异基因鉴定
利用小麦基因电子表达分析平台，从小麦基因组表达谱数据库中筛选出特异表达的基因，通过比对和分析，鉴定小麦品种特异的基因，进一步研究小麦的基因调控网络和逆境适应机制。
3.研究预期结果
本项目的预期结果包括：
（1）成功构建小麦基因电子表达分析平台，在平台上完成小麦基因组在不同发育阶段、不同组织和不同环境下的表达谱分析；
（2）鉴定出小麦品种特异的基因，并展示在小麦基因电子表达分析平台上，为小麦的遗传改良和品种选育提供理论依据。
4.研究的意义
本项目的完成将有助于：
（1）研究小麦基因表达调控机制，促进小麦遗传改良和品种选育；
（2）构建完整的小麦转录组数据库，为小麦基因组研究提供重要数据支持；
（3）推动小麦品种选育和粮食生产的发展，对保障国家粮食安全具有重要意义。
5.研究周期和预算
本项目的预计周期为2年，预计总经费为100万元，其中：
（1）设备费：40万元，用于RNA测序、数据处理、服务器等设备的购置和维护；
（2）材料费：30万元，用于RNA样品提取、建库、测序和实验试剂的购买；
（3）人员费：30万元，用于研究生和科研人员的工资和福利支出。
6.参考文献
王宇，李世庆，桑蕊菲，等.小麦转录组学研究进展[J].科研信息化技术与应用，2019(10)：22-26.
张成，牛爱平，陈晓燕.基于RNA-seq的小麦转录组分析[J].植物遗传资源学报，2014，15(5)：1032-1040.