拟南芥VILLIN蛋白调控花粉管生长机制的研究任务书.docx

拟南芥VILLIN蛋白调控花粉管生长机制的研究任务书
任务书
研究题目：拟南芥VILLIN蛋白调控花粉管生长机制的研究
一、研究背景和意义
花粉管是内在植物受精的细胞,它通过在花粉管极端的壁层和细胞质内的微管束催化一系列的跨膜信号和细胞生理机制，从而完成了对雌蕊中的卵细胞的精确定位和受精的过程，因此对花粉管生长机制的研究具有举足轻重的意义。
VILLIN蛋白是一种调节细胞形态与运动的重要的细胞骨架蛋白，它的参与还可以调控生物体的发生发育过程，形成一系列的生理行为和适应不同复杂环境的应变能力。
因此，对VILLIN蛋白对受粉成功的决定作用的研究也具有十分重要的临床意义。
二、主要研究内容和任务
1.筛选拟南芥VILLIN基因结构，人工合成编码VILLIN蛋白的cDNA;
任务：进行基因序列分析以及序列比较，利用反向转录-PCR技术结合最新的分子克隆技术，获得编码VILLIN蛋白的cDNA。
2.对比研究与其它物种中的VILLIN蛋白的异同及表达模式；
任务：对VILLIN蛋白进行比较研究，分析其在不同物种的异同以及表达模式，阐明VILLIN蛋白在花粉管生长机制及其在植物发育过程中的作用。
3.分析拟南芥VILLIN蛋白在花粉管的表达及结构特征；
任务：利用荧光显微技术和免疫印迹技术等手段，表观分析拟南芥VILLIN蛋白在花粉管中的表达以及蛋白质的结构特征。
4.通过膜电位测定技术等手段研究VILLIN蛋白对花粉管中钙离子通道的调控机制；
任务：利用膜电位测定技术，研究VILLIN蛋白对花粉管中钙离子通道的调控机制，并找到其对花粉管生长的影响及具体机理。
5.通过荧光标记的技术观察VILLIN蛋白对花粉管中微管束组织的结构和运动的影响机制；
任务：通过荧光标记技术，对花粉管中微管束组织的结构和运动进行观测，进而找到VILLIN蛋白对花粉管微管束组织的调控作用。
6.研究VILLIN蛋白对花粉管生长速率及形态的影响机制；
任务：利用荧光跟踪技术，测量VILLIN蛋白对花粉管生长速率及形态的影响机制，数据分析及统计，并探究其内在调节机制。
三、预期结果及意义
预期结果：
1.成功筛选拟南芥VILLIN基因结构，并成功人工合成编码VILLIN蛋白的cDNA;
2.对比研究不同物种中VILLIN蛋白的异同及表达模式；
3.成功分析拟南芥VILLIN蛋白在花粉管的表达与结构特征；
4.成功研究VILLIN蛋白对花粉管中钙离子通道的调控机制；
5.成功观察VILLIN蛋白对花粉管中微管束组织的结构和运动机制；
6.成功研究VILLIN蛋白对花粉管生长速率及形态的影响机制。
意义：
1.为花粉管生长机制研究提供理论基础和实验依据，进一步深化对植物受精与发育机制的认识;
2.为人们治疗到相关的植物疾病和提高植物农业生产效率提供新的研究思路；
3.对VILLIN蛋白及其在植物发育过程中的作用机理及应用研究提供科学依据和理论支撑。
四、技术路线
现有文献及相关实验研究为基础，采取综合实验的方法，开展以下研究工作：
1.利用PCR技术获取拟南芥基因cDNA并进行分析并进行同源性比较；
2.构建植物表达载体并且转化拟南芥；
3.实现荧光标记技术，证明指定蛋白在花粉管中的表达行为，并利用荧光显微镜技术观察细胞形态变化和微管组织的组织形态等；
4.利用膜电位记录表达蛋白对钙离子通道的调控行为；
5.对比不同处理条件下花粉管生长和运动跟踪实验；
6.进行对比研究花粉管行为和产生的响应，
以上实验工作的数据分析及统计，可利用SPSS软件完成数据库的管理和计算分析任务等。
五、预期进度和时间节点
阶段一：基因克隆及表达构建
时间节点：1个月
阶段二：基因与蛋白鉴定
时间节点：1个月
阶段三：植物表达载体构建,转化拟南芥
时间节点：1个月
阶段四：荧光显微观察花粉管中蛋白的表执行为
时间节点：2个月
阶段五：荧光标记技术跟踪微管束组织运动和结构调控
时间节点：2个月
阶段六：膜电位技术分析蛋白对钙离子通道的调控
时间节点：2个月
阶段七：花粉管生长和发育情况的实时监测及分析
时间节点：3个月
以上任务按照时间节点的顺序执行，经过7个月的研究，最后我们将完成拟南芥VILLIN蛋白调控花粉管生长的研究。
六、预期结果的形式
1.发表学术论文，公开发表研究成果；
2.参加有关代表性的科技会议发表口头报告；
3.完成学位论文并通过学位论文答辩；
4.建立该方向的实验室并使其成为有关花粉管生长研究中的核心研究机构。