转IRT1基因龙葵毛状根体系的建立及其对镉胁迫响应的初步探讨的任务书.docx

转IRT1基因龙葵毛状根体系的建立及其对镉胁迫响应的初步探讨的任务书
任务书
题目：转IRT1基因龙葵毛状根体系的建立及其对镉胁迫响应的初步探讨
1.研究背景和意义
随着工业化进程和城市化居民增多，环境污染严重程度不断加重，其中重金属污染尤为常见。镉（Cd）是一种常见的环境污染物，对人类健康和生态系统产生了很大威胁。镉胁迫诱导植物发生一系列生理生化变化，导致植物生长发育受到影响，从而影响其生产力和品质，甚至使其死亡。因此，寻找适应重金属胁迫的植物和筛选耐镉品种，已成为当前环境保护和农业可持续发展的热点问题。
近年来研究发现，某些龙葵属植物对镉胁迫的适应能力很强，其根系在镉胁迫下可形成毛状根，能够获得更多的营养元素，从而增强植物对镉的耐受性。同时，植物根系中的离子转运蛋白IRT1（Iron-RegulatedTransporter1）被证明能够响应不同金属离子，包括Cd，参与植物对金属离子的吸收和转运。因此，诱导植物表达IRT1基因，可能成为开发重金属污染土壤修复剂和筛选耐镉品种的新途径。
2.研究内容和研究方法
2.1建立转IRT1基因龙葵毛状根体系
本研究计划选取适应镉胁迫的龙葵属植物为材料，构建转IRT1基因龙葵毛状根体系，并进行镉胁迫下的表型观察和生理生化指标测定。具体步骤如下：
（1）从适应镉胁迫的龙葵属植物中筛选优良品种，接种于石蜡块中，培养至根系周围长出毛状根。
（2）将IRT1基因克隆于适当的植物表达载体中，构建转化有效性高的植物表达载体，并通过农杆菌介导法转化龙葵植物样本。
（3）通过PCR、RT-PCR和蛋白质印迹等分子生物学技术，鉴定转化植物中IRT1基因的表达水平和蛋白质含量，筛选出高表达IRT1基因的龙葵毛状根体系。
2.2镉胁迫下转IRT1基因龙葵体系的生理生化指标测定
使用转IRT1基因龙葵毛状根体系和野生型龙葵毛状根体系作为对照，利用生化分析和荧光染色法研究两者在镉胁迫下生根、营养元素吸收、茎叶生长和其它方面的差异和优势。
2.3数据统计和分析
对实验数据进行描述性统计、t检验和相关性分析，并通过数据处理软件进行结果图表化。
3.预期成果
（1）建立转IRT1基因龙葵毛状根体系，为筛选针对重金属污染土壤的修复剂和耐镉品种提供重要依据。
（2）研究毛状根在镉胁迫下对营养元素的吸收和转运，并揭示IRT1基因在镉胁迫下的表达和调控机制，为解决镉污染问题提供新思路和理论基础。
4.研究难点及解决思路
难点：本研究旨在构建转IRT1基因龙葵毛状根体系，并探讨在镉胁迫下该体系对营养元素的吸收和转运，其涉及到多个学科的知识和技术，如分子生物学、植物生理生态学和环境科学等，且需要高度的操作技巧和研究经验。
解决思路：通过多方面的培训和学习，提高研究人员的综合素质和实验技能，同时合理分工，各自发挥所长，共同攻克研究难点。
5.研究计划和时间安排
5.1研究计划
阶段内容时间安排
文献阅读和实验设计1个月
建立转IRT1基因龙葵毛状根体系2个月
鉴定转录因子基因的表达水平4个月
镉胁迫下植物生理生化指标测定2个月
数据统计和分析2个月
论文撰写和答辩准备2个月
5.2研究时间安排
研究计划从2021年10月开始，至2022年10月完成验收工作。
6.研究经费预算
研究经费预算为人员费用、实验室材料费、耗材费、设备维修费等，共计100万元。
7.研究团队
研究团队包括：课题组负责人、教授1名，副教授1名，博士后2名，硕士研究生3名，本科生3名。
8.参考文献
[1]肖博，何朋兵，许会昌.镉对植物的毒性效应及其分子机制研究进展[J].沈阳农业大学学报，2021，52（03）:351-358.
[2]张鑫萍.污染土壤植物修复技术的研究进展[J].黑龙江农业科学，2020，51（09）:118-118+123.
[3]都民,马艳华,刘春阳,etal.转化IRT1基因对小麦耐盐特性的影响[J].江苏农业科学，2016，44（22）:148-150.
[4]陈九玉,邵琳,王洪春,等.镉疏菌解除镉胁迫花生苗壮苗助力初探[J].东北农业科学，2015，43（01）:7-12+24.