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拟南芥转录因子DT1参与抗旱及气孔发育的机制研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
随着全球气候变化的加剧，干旱、高温等极端气候现象频发，对于作物生产和保障全球粮食安全产生了巨大的威胁。因此，研究植物的抗旱机制以及气孔发育的调控机理，对于提高作物的耐旱性和产量具有重要的理论和实践意义。
拟南芥是一种模式植物，具有遗传、分子生物学实验比较方便的特点，被广泛应用于植物对逆境胁迫的研究中。先前的研究表明，拟南芥转录因子DT1在调控植物的抗逆性方面起到了重要作用，但具体的调控机理尚不明确。分子生物学和生物化学的技术手段为深入阐明其调控机理提供了有力的工具和方法。
因此，本课题旨在研究拟南芥转录因子DT1对于植物抗旱和气孔发育的调控机理，探讨其参与拟南芥对干旱逆境的适应和应答的分子机制，为作物的产量和环保型农业的发展提供理论指导和实验基础。
二、研究目标
1.确定DT1基因在拟南芥抗旱性中的调控作用。
2.获取DT1基因调控植物气孔发育的分子机制。
3.研究DT1与其他基因的相互作用机制。
三、研究内容
1.构建DT1基因的过表达和沉默转化拟南芥植株，评估植物的生长和发育状况。采集不同干旱胁迫条件下拟南芥植株花粉、叶片及根系的基因表达谱，分析DT1的表达水平和其他逆境应答相关基因的表达水平。
2.通过DDS软件对发育中的拟南芥叶片以及成熟的气孔细胞进行RNA-seq测序，分析DT1基因在气孔发育和控制中的具体作用和调节机制。
3.通过免疫共沉淀和与Y2H检测技术确定DT1与其他抗旱相关基因的相互作用关系，分析DT1基因与其他基因的协同调控机理。
四、研究方法
（1）拟南芥基因克隆
从拟南芥中扩增DT1基因的cDNA，构建过表达和沉默载体。
（2）拟南芥的遗传转化
采用农杆菌介导的方法，将DT1基因过表达和沉默载体转化到拟南芥中。
（3）生理分析
通过正常生长和不同强度的干旱胁迫实验，分析不同基因型的拟南芥的生长状况、生化指标和离子渗透调节等生理指标的变化。
（4）分子生物学实验
采集干旱胁迫下的拟南芥根、茎和叶片等不同组织，进行mRNA的提取并进行RT-qPCR实验。采用RNA-seq技术进行实验和分析DT1基因对于拟南芥气孔发育和调节的作用机制。
（5）蛋白质相互作用和定位实验
利用免疫共沉淀技术和Y2H技术进行DT1基因与其他相关基因的相互作用关系的鉴定，以及蛋白质的定位分析。
五、研究预期成果
1.明确DT1基因对于拟南芥植物抗旱和气孔发育的调控作用和分子机制。
2.探究DT1基因与其他抗旱相关基因相互作用的机制和调控网络。
3.为作物的抗旱育种和环境适应性的研究提供理论基础和实验指导。
六、研究进度安排
第一年：构建DT1过表达和沉默载体，进行基因转化和采集不同样品的组织，分析转化植株生长和发育情况，分析亚细胞定位、蛋白质相互作用关系。
第二年：对采集的样品进行RNA-seq分析、进行量化和比较基因组学研究，解析DT1调控气孔发育和抗旱相关基因调控机理。
第三年：对DT1基因调控的基因网络进行细致地挖掘和分析，展示DT1与其他基因间的协同调控机制，研究其在多重逆境胁迫中的应用。
七、参考文献
1.KadamNN,KohCS,HahnMG,StaceyG,XuD.(2008)Theproteomeoftheelicitor-inducedtomatoextracellularmatrix.PlantPhysiol.151(1):235-246.
2.NakanoT.,Suzuki,K.,Fujimura,T.,ShinshiH.(2006)Genome-wideanalysisoftheERFgenefamilyinArabidopsisandrice.PlantPhysiol.140(2):781-795.
3.YangX,YangYN,XueLJ,ZouMJ,LiuJY,ChenF,XueHW.(2011)RiceABI5-Like1regulatesabscisicacidandauxinresponsesbyaffectingtheexpressionofABRE-containinggenes.PlantPhysiol.156(3):1397-1409.