水稻分蘖角度控制基因LAZY3的克隆和功能研究的任务书.docx

水稻分蘖角度控制基因LAZY3的克隆和功能研究的任务书
任务书
论文题目：水稻分蘖角度控制基因LAZY3的克隆和功能研究
一、研究背景
水稻（OryzasativaL.）是全世界最重要的粮食作物之一。水稻地上部分的多枝化生长是水稻产量形成的关键生理过程之一。水稻的分蘖能力和叶角度等性状与产量密切相关。水稻的分蘖性状主要与各种激素、光周期和光质等生理环境因素相关，但分蘖性状也受到其基因遗传的调控。水稻分蘖角度控制基因LAZY3是水稻分蘖角度的主要调控因素，其编码的蛋白质可参与生长素、赤霉素、细胞壁松弛酶等多种激素信号通路，从而影响水稻的分蘖性状和叶角度等形态性状。目前，LAZY3的功能机制还不清楚，因此对其功能的研究具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在克隆和功能鉴定水稻分蘖角度控制基因LAZY3，探究其在水稻分蘖和叶角度等形态性状调控过程中的作用机制。通过本次研究，旨在为探索水稻生长发育的遗传调控机制提供重要参考依据，为水稻优质高产的研究提供理论依据和实践基础。
三、研究内容
1.LAZY3基因的克隆
通过基因组数据库、差异表达谱和基因互作网络等方法筛选LAZY3基因，并设计引物进行基因克隆。
2.LAZY3基因的序列分析
分析LAZY3基因的序列特征、蛋白质结构、保守基序和亚细胞定位等信息，探究其可能的生物学功能和作用机制。
3.LAZY3基因的表达分析
通过定量PCR、组织特异性表达谱等方法，在不同水稻生长期和各组织中检测LAZY3基因的表达情况，并分析其与水稻生长发育及形态性状相关的表达规律。
4.LAZY3基因对水稻形态性状的调控作用研究
通过野生型和转基因水稻的形态性状比较和分析，研究LAZY3基因对水稻分蘖和叶角度等形态性状的调控作用机制，并探究其与生长素、赤霉素等激素信号通路的关系。
四、研究方案
1.实验材料
选用水稻品种技术性状和形态性状明显的品种，在室内养殖，提取其基因组DNA和RNA。
2.实验方法和流程
1）基因的克隆方法：通过PCR技术和基因组文库检索等方法鉴定LAZY3基因，设计引物克隆LAZY3基因。
2）LAZY3基因的序列分析：对LAZY3基因的序列特征、蛋白质结构、保守基序和亚细胞定位等信息进行生物信息学分析。
3）LAZY3基因的表达分析：选定不同生长时期和各组织，通过qRT-PCR方法检测LAZY3基因的表达情况，分析其与水稻形态性状相关的表达规律。
4）LAZY3基因对水稻形态性状的调控作用研究：将LAZY3基因转化至野生型水稻中，分析其对水稻形态性状的调控作用，探究其与生长素、赤霉素等激素信号通路的关系。
3.实验条件和费用预算
实验条件：本实验开展在室内，实验室需配备PCR仪、荧光定量PCR系统、植物栽培设备等设备。
费用预算：本研究的实验材料、实验设备、实验试剂等总费用约为5万人民币。
五、研究意义和创新点
本研究克隆和功能鉴定了水稻分蘖角度控制基因LAZY3，探究了其在水稻生长发育和形态性状调控过程中的作用机制。同时研究结果为探索水稻生长发育的遗传调控机制提供了重要参考依据，为水稻优质高产的研究提供了理论依据和实践基础。本研究的创新点是通过水稻分蘖角度的调控机制探讨了植物分枝和形态性状的遗传调控机制，为未来植物生长发育遗传学的研究提供了参考依据。
六、参考文献
1.贾爱荣,王源,童晓波.水稻分蘖性状的遗传与分子机制[J].分子植物育种,2009,7(4):643-650.
2.Shimizu-SatoS,MoriH.Controlofoutgrowthanddormancyinaxillarybuds[J].PlantPhysiology,2001,127(4):1405-1413.
3.李坤霖,赵春燕,马骏等.WFP1基因过量表达抑制水稻分蘖和增大叶片角度[J].中国农业科学,2014,47(8):1434-1440.