1. 研究目的与意义
1.研究背景
生长调节因子(GRF,growth regulating factor)是一种植物特异性转录因子,在植物的生长发育中起重要作用。GRF基因家族的第一个成员OsGRF1来自水稻,它在赤霉素(GA)诱导的茎伸长中起调节作用。拟南芥中OsGRF1的异位表达导致茎生长受损,表明其在GA诱导的茎伸长中起调节作用。GRF基因家族已经在多种植物中被分析鉴定,在水稻种发现有11种GRF基因,拟南芥中有9种GRF基因。在已鉴定的GRF基因中,含有两个同源蛋白保守区域,第一个是QLQ结构域,伴有大量的芳香族疏水氨基酸,通常被定位在N端,含有序列QX3LX2Q。由于该区域与酵母SWI2/SNF2的蛋白质-蛋白质相互作用区域相似,因此被命名为QLQ。第二个保守区域是WRC(色氨酸,精氨酸,半胱氨酸),位于QLQ之后,包含一个核定位信号和CX9CX10CX2H序列,这是在大麦HRT中发现的非典型C3H锌指结构,是赤霉素反应元件(GARE)的转录抑制因子。进一步研究表明,来自GRF的WRC结构域在大麦、拟南芥和水稻中充当DNA结合域,并且一些GRF拥有多个WRCs,例如AtGRF9和BrGRF12。
番茄是1992年在美国发布的用于商业种植的第一种转基因食品作物,由于各种抗性基因的可用性以及对广泛的环境条件和光周期不敏感性的适应,它已经被广泛应用于各种生物和非生物反应的研究。番茄的预测基因组大小为900兆碱基(Mb),包含34727个蛋白质编码基因,大多位于真染色质区域,占总基因组DNA 不到四分之一。相对较小的基因组大小使番茄成为作物改良的模式生物,也是研究功能基因组学、蛋白质组学和代谢组学的合适模型。
2. 研究内容和预期目标
1.主要研究内容
1)筛选番茄GRF基因;2)对番茄GRF基因进行理化性质分析及亚细胞定位;3)番茄染色体定位;4)番茄GRF基因家族进化树构建;5)番茄GRF基因家族蛋白保守基序和基因结构分析;6)番茄GRF基因共线性分析及Ka/Ks分析;7)顺势作用元件分析;8)番茄GRF基因miRNA靶点预测;9)GRF基因在番茄各组织中表达谱分析。
2.预期目标
3. 研究的方法与步骤
1.数据收集和基因筛选
在phytozome网站下载番茄蛋白序列文件,解压后根据GRF基因中QLQ和WRC保守序列找到初步筛选出来的相关基因,进一步比对筛选出重复序列,将重复的序列上传DNAMAN进行比对,根据共有的QLQ和WRC序列筛选出11组基因序列,即为筛选出的GRF基因家族,根据染色体上的定位进行排序后对它们命名。筛选出的GRF基因进行以下分析。
2.基因或蛋白特性分析
4. 参考文献
1. Feng K, Yu J, Cheng Y, et al. The SOD gene family in tomato: identification, phylogenetic relationships, and expression patterns[J]. Frontiers in Plant Science, 2016, 7: 1279.
2. Santos A L, Chaves-Silva S, Yang L, et al. Global analysis of the MATE gene family of metabolite transporters in tomato[J]. BMC plant biology, 2017, 17(1): 1-13.
3. Heidari P, Mazloomi F, Nussbaumer T, et al. Insights into the SAM synthetase gene family and its roles in tomato seedlings under abiotic stresses and hormone treatments[J]. Plants, 2020, 9(5): 586.
5. 计划与进度安排
1、第17周(22-23-1学期)-第3周(2024年12月19日--2024年3月12日):根据和导师讨论确定的论文题目,大量阅读文献,其中选择10篇以上参考文献(外文1-2篇或以上)进行深入阅读,参照任务书写出开题报告。选择一篇外文(5000字以上,文献内容要结合本研究内容)进行全文翻译;
2、第4周(2024年3月13日--2024年3月19日):在充分调研文献的基础上,制定实验具体实施计划,进行试验研究的前期准备工作;
3、第5周-第10周(2024年3月20日--2024年4月30日):根据任务内容实施试验,包括对番茄中的GRF基因家族进行全基因组水平的鉴定;对番茄中的GRF基因家族的序列特点进行分析;对番茄中的GRF基因家族进行系统进化分析;对番茄中的GRF基因家族的表达模式进行分析等;
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