赤霉素调控水稻次生壁纤维素合成的分子机理研究的开题报告.docx

赤霉素调控水稻次生壁纤维素合成的分子机理研究的开题报告
赤霉素调控水稻次生壁纤维素合成的分子机理研究的开题报告
一、课题背景和意义
水稻（Oryzasativa）是世界上最重要的粮食作物之一。水稻植株中次生壁的合成是水稻生长和发育的重要环节，同时也是影响水稻植株抗风、抗倒伏等性状的重要因素。壁纤维素是构成次生壁的重要组成部分，因此，壁纤维素合成在次生壁合成中也起着至关重要的作用。研究水稻次生壁纤维素的合成机理，对于了解水稻次生壁合成的调控机制、提高水稻抗风、抗倒伏能力具有重要意义。赤霉素（GA）是一类重要的植物激素，对植物生长和发育起着非常重要的调控作用，已有大量的研究表明，赤霉素对于次生壁的合成具有促进作用。因此，分子机理研究赤霉素调控水稻次生壁纤维素合成，对于深入了解赤霉素在次生壁合成中的作用和机制，对于为水稻育种提供新思路和新方法具有重要意义。
二、研究内容和目标
本课题的主要研究内容是：赤霉素调控水稻次生壁纤维素合成的分子机理。主要包括以下方面的内容：
1.采用高通量测序技术，全基因组筛选赤霉素调控水稻次生壁相关基因。
2.利用实时荧光定量PCR技术，验证赤霉素对次生壁合成相关基因的调控。
3.构建赤霉素调控次生壁合成途径的调节网络。
4.利用功能基因组学的手段，深入挖掘赤霉素调控水稻次生壁合成的分子机理。
本课题的研究目标是：深入了解赤霉素在调控水稻次生壁纤维素合成中的作用机理，从分子水平探究赤霉素调控水稻次生壁合成的关键基因和通路，丰富对次生壁合成及植物生长发育的认识，为进一步探讨次生壁合成调控机理提供理论依据。
三、研究方法
本课题主要采用高通量测序技术、实时荧光定量PCR技术、功能基因组学等分子生物学技术手段。具体方法包括：
1.测序分析：将受赤霉素处理和对照组转录组样品提取RNA，采用IlluminaHiSeq2500高通量测序技术进行转录组测序，对测序结果进行生物信息学分析，筛选赤霉素调控水稻次生壁相关基因。
2.PCR验证：利用实时荧光定量PCR技术对筛选出的基因进行验证，确定赤霉素调控次生壁合成的关键基因。
3.功能基因组学：利用功能基因组学手段，研究赤霉素调控水稻次生壁的分子机理，挖掘赤霉素调控次生壁合成途径的调节网络。
四、预期结果和意义
采用高通量测序技术和实时荧光定量PCR技术筛选赤霉素调控水稻次生壁相关基因，并通过构建赤霉素调控次生壁合成途径的调节网络，深入挖掘赤霉素调控水稻次生壁合成的分子机理，将有望发现赤霉素调控次生壁合成过程中的新基因、新信号通路和新的功能元件。同时，深入研究赤霉素调控次生壁合成的分子机理，将为今后的次生壁合成机制研究提供重要的理论基础。此外，本课题的研究成果还将为次生壁合成相关的研究提供新思路和新方法，对于开展粮食作物育种和改良有重要的科学意义和实际应用价值。