葡萄PDF基因的启动子功能分析及ERF转录因子对PDF基因表达的调控的任务书.docx

葡萄PDF基因的启动子功能分析及ERF转录因子对PDF基因表达的调控的任务书
任务背景：
植物激素信号途径是植物生长发育形成、环境适应性、抗逆性等基础过程中的重要部分。ERF家族是AP2/ERF转录因子超家族的一个分支，参与植物发育和响应环境信号的调控中。葡萄PDF基因是ERF转录因子家族中的一员，其启动子区域的功能一直存在细微的争议。在前期研究中，有学者认为PDF启动子区域能被激素和环境因子调控，但是相关调控模式和调控机制尚不清楚。为了深入探究PDF启动子的功能和ERF转录因子对PDF基因表达的调控机制，本任务将以葡萄为研究对象，通过一系列实验和数据分析，挖掘PDF启动子区域的功能及ERF转录因子对其表达调控，为研究植物激素信号途径提供更多的理论依据。
任务目标：
1.构建葡萄PDF基因的启动子pPDF-mini-GUS载体，用于分析PDF基因启动子区域能否被激素和环境因子调控。
2.设计相应实验方案，分析PDF启动子区域能否被干旱、盐胁迫和ABA等激素调控，测定各种调控下阈近和花粉特异性表达情况及表达量。
3.通过Xiaoetal.(2006)所述的芯片数据和qRT-PCR测定不同发育阶段和不同组织中PDF基因的表达情况，探究PDF基因在不同发育阶段和组织中的表达模式。
4.筛选PDF基因在响应激素和环境胁迫过程中的可能调控元件（响应元件），建立拟合度较高的模型，确定PDF基因可能的调控模式和调控机制。
5.利用酵母单杂交技术筛选ERF转录因子与PDF基因启动子区域的相互作用关系，并使用农杆菌介导的过表达和RNA干扰技术进一步验证这些ERF转录因子对PDF基因表达的调控作用。
任务步骤：
1.构建葡萄PDF基因启动子pPDF-mini-GUS载体，将pPDF-mini-GUS载体转化到葡萄愈伤组织中，筛选出表达GUS的愈伤组织株系。
2.设计相关实验，分别在诱导ABA、干旱和盐胁迫条件下，测定pPDF-mini-GUS载体在不同条件下的GUS活性，以揭示PDF启动子区域能否被激素和环境因子调控的机制。
3.提取RNA，实施qRT-PCR和芯片数据分析，获取PDF基因在不同时期不同组织中的表达情况，以建立基因表达模型。
4.利用在线数据库和预测软件对PDF基因启动子中的响应元件进行预测和筛选，建立调控模型，并确定潜在的响应元件。
5.构建ERF转录因子的1#短亚基或3#短亚基后的株系，在转化到表达pPDF-mini-GUS载体的愈伤组织中，测试GUS活性。利用酵母单杂交技术进一步验证ERF转录因子与PDF基因启动子区域的相互作用关系，并使用农杆菌介导的过表达和RNA干扰技术进一步验证这些ERF转录因子对PDF基因表达的调控作用。
预期成果：
1.成功构建pPDF-mini-GUS载体，对PDF基因启动子进行调控实验，提供PDF基因启动子区域能否被激素和环境因子调控的实验证据。
2.得到PDF基因在不同发育阶段和不同组织中的表达情况，初步探究PDF基因的表达模式。
3.预测挖掘PDF基因启动子区域的响应元件，建立拟合度较高的调控模式，为PDF基因表达的调控机制提供理论基础。
4.鉴定ERF转录因子与PDF基因启动子区域的相互作用关系，通过农杆菌介导的转化技术进一步验证这些ERF转录因子对PDF基因表达的调控作用，为植物发育和逆境响应方向的研究提供新的理论依据。