水稻组蛋白去乙酰化酶基因OsHDA702功能研究的任务书.docx

水稻组蛋白去乙酰化酶基因OsHDA702功能研究的任务书
任务书
一、研究背景
水稻（OryzasativaL.）是世界上最重要的粮食作物之一，是全球人口最为依赖的主要粮食来源之一。随着全球人口的不断增长以及经济的发展，人们对水稻产量和质量的需求也越来越高。因此，从水稻品种的改良和提高生产效率上角度，研究水稻的遗传育种、遗传基因和遗传调控已成为当前重要的研究领域。
组蛋白是一类高度离子化的蛋白质，是细胞核中染色体的基本结构单元，也是基因表达和遗传调控的重要物质基础。组蛋白修饰对组蛋白的DNA结合能力和核小体形成有着至关重要的作用。组蛋白去乙酰化酶（Histonedeacetylases,HDACs）是一个重要的组蛋白修饰酶家族，也是近年来研究的一个热点领域。通过去除组蛋白上的乙酰基，HDACs可以抑制基因的转录和表达。目前已经发现HDACs参与了植物生长发育、病害抗性、逆境应答等生物过程的调控。
在水稻中，HDACs家族成员比较丰富，然而其功能和作用机理还需进一步研究。其中，水稻组蛋白去乙酰化酶基因OsHDA702是最近被报道的一个新型HDACs家族成员，关于OsHDA702的调控机理和功能目前尚未清楚。因此，对OsHDA702基因功能的深入研究，不仅可以为了解水稻组蛋白去乙酰化酶家族成员的研究奠定基础，也有利于进一步探究OsHDA702在水稻生长、发育和逆境应答等方面的调控作用。
二、研究内容
1.克隆水稻组蛋白去乙酰化酶基因OsHDA702
2.构建OsHDA702基因沉默和过表达植株
3.分析OsHDA702对水稻发育的影响
4.研究OsHDA702对水稻耐逆性的影响
三、具体研究任务
1.克隆水稻组蛋白去乙酰化酶基因OsHDA702
（1）采用PCR技术，从水稻基因组或cDNA中扩增OsHDA702基因全长序列。
（2）将OsHDA702基因全长克隆到植物表达载体中。
2.构建OsHDA702基因沉默和过表达植株
（1）利用RNAi和CRISPR/Cas9技术，构建OsHDA702基因沉默株系。
（2）利用转化技术，构建OsHDA702基因过表达株系。
3.分析OsHDA702对水稻发育的影响
（1）生长性状分析：比较野生型和转化株系的株高、分蘖、叶片大小等生长性状。
（2）组织结构分析：通过石蜡切片和苏木精-伊红染色对野生型和转化株系的根、茎、叶等组织结构进行比较。
（3）分子生物学分析：利用qRT-PCR等技术分析OsHDA702调控下游基因的表达。
4.研究OsHDA702对水稻耐逆性的影响
（1）生理生化分析：比较野生型和转化株系在高温、低温、盐胁迫等环境下，叶绿素含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（POD）活性等生理生化指标的差异。
（2）分子生物学分析：利用RNA-Seq等技术分析OsHDA702对水稻逆境调控相关基因的表达调控。
四、研究意义
1.增强对水稻组蛋白修饰机理和遗传调控的认识。
2.为水稻的遗传育种提供理论基础和技术支持。
3.探究水稻逆境适应机理，为水稻抗逆育种提供理论基础和参考。
五、研究方案
1.克隆水稻组蛋白去乙酰化酶基因OsHDA702
（1）购买相应的引物，利用PCR技术对全长序列进行扩增。
（2）克隆所得的OsHDA702基因全长序列进行测序，进行序列分析。
（3）将OsHDA702基因全长插入植物表达载体中。
2.构建OsHDA702基因沉默和过表达植株
（1）采用RNAi和CRISPR/Cas9技术，分别构建OsHDA702基因沉默和过表达的水稻株系。
（2）利用PCR技术和RT-PCR技术检测转化率和表达量。
3.分析OsHDA702对水稻发育的影响
（1）将野生型和转化株系生长在相同的生长条件下，比较生长性状和组织结构。
（2）利用分子生物学方法，分析转化株系下游基因的表达差异。
4.研究OsHDA702对水稻耐逆性的影响
（1）将野生型和转化株系体外培养，在高温、低温、盐胁迫等压力下，比较生理生化指标的差异。
（2）利用RNA-Seq等技术分析转化株系逆境下基因表达的变化。
六、研究进度
第一年
1.克隆OsHDA702基因全长序列。
2.构建OsHDA702基因沉默和过表达的水稻株系。
第二年
1.比较野生型和转化株系的株高、分蘖、叶片大小等生长性状。
2.通过石蜡切片和苏木精-伊红染色对野生型和转化株系的根、茎、叶等组织结构进行分析。
3.分子生物学分析OsHDA702调控下游基因的表达。
第三年
1.比较野生型和转化株系在多种逆境下的生理生化指标。
2.利用RNA-Seq等技术分析转化株系逆境下基因表达的变化。
七、经费预算
基础经费为20万元，其中包括实验室基础设施费、实验耗材费、数据处理费和出差费等。人员支出包括博士后每年15万元、硕士研究