水稻、玉米籽粒淀粉合成相关酶基因的分子调控研究的任务书.docx

水稻、玉米籽粒淀粉合成相关酶基因的分子调控研究的任务书
任务书
题目：水稻、玉米籽粒淀粉合成相关酶基因的分子调控研究
背景：作为全球主要的粮食作物之一，水稻和玉米在人类日常饮食中占据着重要的地位。而其中淀粉是水稻与玉米主要的储藏物质之一，对粮食品质和食用价值产生着决定性影响。淀粉合成是一个高度复杂的代谢过程，它涉及到许多酶基因的表达调控，在淀粉合成过程中产生不同类型的淀粉，如常规淀粉、耐高温淀粉、耐低温淀粉等。对淀粉合成过程中涉及的相关酶基因进行深入研究，将有助于我们深入了解淀粉合成的分子机制，为提高水稻与玉米的淀粉含量和品质提供重要的理论支持。
任务目的和要求：
1、掌握淀粉合成相关酶的分子生物学特征和表达规律。
2、分析淀粉合成相关酶基因的遗传特点和基因家族结构，比较不同物种中淀粉合成相关酶基因的异同性。
3、研究淀粉合成相关酶基因在转录水平和翻译水平上的表达调控机制，包括基因启动子的结构与功能，转录因子的识别与调控，RNA后转录水平的调控等。
4、利用遗传工程、转化和基因编辑等技术手段，对淀粉合成相关酶基因的功能进行验证与研究，揭示淀粉合成的分子机制。
5、在淀粉合成相关酶基因的调控机制研究上取得创新性成果，并在相关国际期刊上发表高水平的学术论文。
研究内容和方法：
1、淀粉合成相关酶基因的分子生物学特征和表达规律分析
通过文献检索、基因序列分析和生物信息学方法，分析不同类型淀粉合成相关酶基因的分子生物学特征，构建酶基因家族结构图，分析不同物种中淀粉合成相关酶基因的异同性；利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）等手段，对淀粉合成相关酶基因在不同组织和生长发育时期内的表达规律进行分析。
2、淀粉合成相关酶基因的表达调控机制研究
通过基因启动子区域分析、转录因子识别和功能鉴定、RNA后转录水平差异分析等手段，研究淀粉合成相关酶基因表达调控机制。如利用荧光素酶报告基因和哮喘表达技术(fluorescentreporterassay)检测淀粉合成相关酶基因启动子的功能和调控效应；结合RNA-seq和miRNA分析，揭示淀粉合成相关酶基因在翻译水平上的调控机制。
3、淀粉合成相关酶基因的功能验证与研究
结合遗传工程、转化和基因编辑等技术手段，对淀粉合成相关酶基因进行功能验证和研究。如利用基因敲除和过表达技术，研究淀粉合成相关酶在淀粉合成过程中的作用；通过基因编辑技术，研究淀粉合成相关酶基因在淀粉品质控制中的作用。
4、论文撰写和发表
按照SCI国际期刊的论文撰写标准，撰写研究论文，并尝试在相关国际期刊上发表高水平的学术论文。
研究意义：
本研究将有助于探究淀粉合成的分子调控机制，为水稻与玉米的淀粉合成与品质控制提供理论依据。同时，本研究还将揭示淀粉合成相关酶的功能和特征，为淀粉合成的迅速进步奠定基础。此外，本研究还将为基于转化和基因编辑等技术手段的淀粉合成改良奠定基础。
参考文献：
ChenL,ZhangQ,GaoQ,etal.CharacterizationofSSIII-1-deficientmutantsofrice:thefunctionofSSIII-1instarchbiosynthesis.Rice,2016,9(1):28.
JeonJS,RyooN,HahnTR,etal.Mutationsinthericeglutamate-richendospermproteingeneaffectthemigrationofendospermandthegrowthandfertilityoftheresultingseedlings.JournalofExperimentalBotany,2010,61(6):1795-1808.
SanoY.Differentialregulationofwaxygeneexpressioninriceendosperm.TheorApplGenet,1984,67:551-557.
WangY,WangY,HuangL,etal.Overexpressionofthemajorstarchsynthasegene(SSI)improvesricekernelamylosecontentandgrainquality.Rice,2017,10(1):17.
YamanakaS,NakamuraY.Organspecificityofisoformsofstarchbranchingenzyme(Q-enzyme)inrice.PlantandCellPhysiology,1991,32(3):367-373.