水稻镉胁迫应答相关microRNA的分离与功能研究的任务书.docx

水稻镉胁迫应答相关microRNA的分离与功能研究的任务书
任务书
一、研究背景
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，在世界总粮食产量中占有重要地位。然而，水稻生长和产量受到各种生物和非生物胁迫的影响。镉是一种重金属元素，广泛存在于环境中，并通过食物链进入人体和动物体内，对健康产生不良影响。镉对植物的生长发育和生理代谢产生了负面影响，导致水稻产量下降和品质下降。由于镉离子的生物可利用性和稳定性较高，因此水稻植株对镉离子的吸收和蓄积非常容易，给人类带来了严重的危害。
microRNA是一种小RNA分子，在植物的生长发育和逆境应答中发挥重要的调控作用。研究表明，一些microRNA与水稻植物对镉的胁迫响应有关。因此，深入了解水稻中响应镉胁迫的microRNA及其分子机制，将有助于实现水稻抗镉的育种和镉重金属污染治理的目标。
二、研究目的
本研究旨在分离水稻在镉胁迫下表达的microRNA，并通过转基因技术和表达分析方法揭示其在水稻镉胁迫响应中的分子机制。
三、研究内容
1.水稻cDNA文库的构建：将镉胁迫下的水稻全长cDNA文库构建在适当的表达载体中。
2.基于高通量测序技术筛选相关微RNA：将镉胁迫下的水稻RNA提取，通过高通量测序技术测定其表达谱，筛选出具有显著差异的microRNA并进行测序验证。
3.构建水稻转基因植株：使用RNA干扰技术构建抑制或过表达目标microRNA的水稻转基因植株，并对其转录组和表达谱进行研究。
4.分子机制研究：从基因、蛋白质和代谢物等多个层次探讨目标microRNA在水稻中镉胁迫响应机制。
四、研究意义
1.为水稻抗镉育种提供理论基础。研究表明，在镉胁迫下microRNA可能通过调控特定基因或信号通路为植物防御镉离子提供保护。
2.为水稻品质提高与环境污染治理提供借鉴。水稻作为重要的农业作物，其品质与环境污染治理息息相关。因此，揭示水稻的逆境应答机制，改善水稻品质和环境污染治理具有广泛的应用前景。
3.为其他作物的镉污染治理提供参考。镉对其他作物的安全生产和环境保护也产生了负面影响。因此，该研究的成果将为其他作物的镉污染治理提供参考和借鉴。
五、研究方案及进度安排
1.方案
（1）水稻cDNA文库的构建
（2）RNA提取和高通量测序
（3）microRNA的评估和筛选
（4）水稻转基因植株的构建
（5）转录组和表达谱分析
2.进度安排
第一年：水稻cDNA文库构建和RNA提取
第二年：高通量测序和microRNA筛选
第三年：水稻转基因植株的构建和转录组分析
第四年：表达谱分析和机制研究
六、预期成果
1.构建供镉胁迫下水稻的完整cDNA文库。
2.研究得到镉胁迫下水稻中响应microRNA的筛选，并对其生物学功能进行详细的研究。
3.通过分子机制研究揭示microRNA参与水稻镉胁迫的反应机制，促进水稻的抗镉育种和防治措施的制定。
七、研究经费
研究经费共计人民币150万元，包括仪器设备购置费、实验耗材费、人员经费等。其中，购置高通量测序仪器花费50万元，实验室耗材费用近30万元，人员经费60万元。