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禾谷镰刀菌细胞自噬途径相关基因的功能分析的开题报告
一、研究背景和意义
禾谷镰刀菌（Magnaportheoryzae）是一种会感染鸟谷血红（Oryzasativa）等多种重要粮食作物的病原真菌。该菌侵染鸟谷血红的主要方式为形成小椎体（appressorium）向植物的叶片或茎干等部位进入植物。众所周知，自噬是一种细胞清除垃圾并回收营养物质的重要过程，但目前对禾谷镰刀菌细胞自噬的了解还十分有限。
细胞自噬的过程涉及到多个基因的调控，包括Atg（autophagy-relatedgenes）基因家族。因此，针对禾谷镰刀菌中与自噬过程相关的Atg基因进行功能分析，有助于揭示其异色质状态调控如何参与细胞自噬的调控以及禾谷镰刀菌的适应性进化。
二、研究内容
根据已有的Atg基因家族的相关研究及禾谷镰刀菌细胞自噬过程的特点，我们计划以下内容：
1.Atg基因在禾谷镰刀菌中的预测与分析
首先，通过基因组学、转录组学和蛋白质组学等技术手段，建立禾谷镰刀菌中的Atg基因家族预测模型，并对其基因结构和功能进行分析。了解禾谷镰刀菌中Atg基因的数量、序列特征以及与其他物种的同源关系，为接下来的研究提供基础数据。
2.Atg基因对禾谷镰刀菌细胞自噬进程的调控作用研究
选取禾谷镰刀菌分生孢子和菌丝体进行原位谱系追踪研究，建立细胞自噬调控的基因编辑体系，通过RNA-Seq和转录组等多种方法，研究Atg基因表达的时空规律，以及其对禾谷镰刀菌自噬进程调控的机制。
三、研究意义
通过研究禾谷镰刀菌的细胞自噬调控机制，探究Atg基因家族和异色质化调控在禾谷镰刀菌自噬过程中的作用，为揭示真菌细胞自噬的分子机制提供依据。同时，此研究还为进一步探讨禾谷镰刀菌的适应性进化等问题提供了新的视角。
四、研究方法
本研究将采用基于基因编辑技术和转录组学等方法进行分析，主要包括以下步骤：
1.分离出野生型的禾谷镰刀菌，并通过定量PCR等技术手段确定细胞自噬引子的适当浓度。
2.选择Cas9/gRNA技术进行基因编辑。选择有代表性的Atg基因作为编辑对象，分为单基因和多基因编辑，通过测序分析其编辑成功率。
3.分离出所需的转基因禾谷镰刀菌菌株，利用基因编辑过程中紫外线照射的技术，进行原位谱系追踪，确定Atg基因表达时空规律。
4.通过RNA-Seq技术对野生型与转基因禾谷镰刀菌进行转录组分析，利用基因表达量分析软件对组间差异基因进行筛选和注释。
五、预期成果
通过该研究我们预计得到以下成果：
1.建立禾谷镰刀菌中Atg基因家族的预测模型，并对其进行分析，更好地理解了禾谷镰刀菌自噬调控的机制。
2.研究Atg基因对禾谷镰刀菌细胞自噬进程的调控作用，给出其在分子水平上的作用机制。
3.通过RNA-Seq技术对野生型和转基因禾谷镰刀菌进行转录组分析，获得涉及禾谷镰刀菌细胞自噬过程的许多新颖信号，为进一步揭示真菌细胞自噬的分子机制提供信息。
4.本研究有望揭示禾谷镰刀菌自噬调控的机制，并为其适应性进化等问题提供新的视角。