1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.本课题的意义
利用雄性不育进行杂种优势育种是提高大豆产量的有效措施之一。目前发现的大豆雄性不育类型主要包括细胞核雄性不育、光温敏雄性不育和质核互作雄性不育。而对大豆杂种优势利用具有实际应用价值的是质-核互作雄性不育。但是有关大豆细胞质雄性不育的分子机理的研究仍处于落后阶段。
大豆是重要的粮食和油料作物之一,在我国国民经济发展中具有重要地位。长期以来,大豆产量难以显著提高,而杂种优势利用是提高作物产量的重要途径之一。然而,大豆是严格自花授粉作物,生产上难以实现三系配套。2002年以前,大豆是唯一一种杂种优势未得到利用的主要作物。大豆质核互作雄性不育的发现和发展为大豆杂种优势利用提供了契机,国内多家单位已育成了质核互作雄性不育系并发现了其恢复系,成功实现了三系配套。但是,为了更好的利用杂种优势,积极开展大豆细胞质雄性不育相关的分子机理研究,提高我国大豆的生产竞争力,具有非常重要的理论和实践意义。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标
为了更好的揭示CMS分子机理,更好的利用细胞质雄性不育进行杂种优势育种,提高大豆产量,研究者们已经知道导致植物CMS的主要因素与细胞质中的遗传系统,特别是与线粒体基因组有关。大量的遗传学、细胞学和生物化学的研究结果证明线粒体基因组的变异或特异性线粒体基因表达会导致雄性不育。
本实验试图通过对NADH脱氢酶B2基因的克隆,研究该基因在NJCMS11A和NJCMS11B不同组织中的表达情况,并进一步构建植物过表达载体进行转基因功能验证,更好的理解NADH脱氢酶与CMS之间的关系,揭示CMS分子机理。
3. 研究的方法与方案
1.研究方法
大豆RNA提取和NADH脱氢酶B2基因的克隆;生物信息学分析;NADH脱氢酶B2基因的表达模式分析;构建植物过表达载体;花序浸染法转化拟南芥;拟南芥阳性植株筛选。
2.技术路线
4. 研究创新点
克隆NADH脱氢酶B2基因,研究该基因在NJCMS11A和NJCMS11B不同组织中的表达情况,并构建植物过表达载体进行转基因功能验证。
5. 研究计划与进展
1.研究计划
2015年7月-9月:大豆RNA提取和NADH脱氢酶B2基因的克隆;
2015年9月-10月:生物信息学分析;NADH脱氢酶B2基因的组织表达分析;
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