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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 銀杏CONSTANS基因的克隆與序列分析
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 銀杏具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但由于銀杏童期非常長，給優(yōu)良品種的育種帶來了嚴(yán)重的障礙，使得銀杏許多經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值受到很大程度的限制。本項(xiàng)目通過克隆銀杏促進(jìn)開花基因CO，并構(gòu)建該基因的植物表達(dá)載體，對于研究銀杏CO基因調(diào)控開花的分子機(jī)理具有重要的意義，也為今后利用遺傳工程技術(shù)縮短銀杏童期的分子育種提供技術(shù)支撐和重要的基因資源。
- 詳細(xì)介紹：
- 自2008年暑假，項(xiàng)目組研究隊(duì)伍參與了長江大學(xué)銀杏課題組的相關(guān)分子生物學(xué)課題為期兩個(gè)月的研究訓(xùn)練，已經(jīng)具有較為扎實(shí)的分子生物學(xué)的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能，項(xiàng)目組成員中有從事生理生化方面的成員，也有生物技術(shù)專業(yè)的成員，具備良好的分子生物學(xué)和植物基因工程等方面的理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)，都接受過相關(guān)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)技能訓(xùn)練，具備完成該項(xiàng)目申請任務(wù)的能力。 本項(xiàng)目是在指導(dǎo)教師已有的研究經(jīng)歷的基礎(chǔ)上提出的，項(xiàng)目組成員共同參與了前期的部分研究。本項(xiàng)目的前期研究已開展了銀杏黃酮合成銀杏中黃酮合成相關(guān)基因如CHS、PAL、ANS等全長已經(jīng)克隆，并已構(gòu)建這些基因的植物表達(dá)載體進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化，已獲得了轉(zhuǎn)銀杏黃酮基因的擬南芥轉(zhuǎn)基因植株。同時(shí)本項(xiàng)目組前期也已克隆了國槐的PAL基因并獲得含有PAL基因反義表達(dá)載體的擬南芥植株，這些為本項(xiàng)目克隆促進(jìn)銀杏開花的轉(zhuǎn)錄因子CO基因提供了材料和技術(shù)的積累。 近年來CO基因的克隆與功能分析主要集中在擬南芥等幾種模式植物上，對于多年生植物中CO基因的克隆與研究鮮有報(bào)道，目前并不清楚CO基因在多年生植物上的功能。銀杏是典型的童期特別長的木本植物，本研究旨在克隆銀杏CO基因，研究該基因在銀杏不同發(fā)育階段、不同器官中的表達(dá)模式，同時(shí)構(gòu)建銀杏CO基因的植物表達(dá)載體，為利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究銀杏CO基因的功能奠定基礎(chǔ)。本項(xiàng)目的開展對于了解銀杏開花的分子機(jī)理具有重要的意義，為今后利用遺傳工程技術(shù)縮短銀杏童期的分子育種提供技術(shù)支撐和重要的基因資源。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文利用簡并引物克隆得到銀杏開花過程中的CONSTANS基因，并對該基因序列及相應(yīng)的蛋白質(zhì)序列進(jìn)行了生物信息學(xué)分析，以期為利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)來培育童期短的銀杏提供基因資源，為進(jìn)一步了解銀杏開花的分子調(diào)控機(jī)理奠定基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 目前關(guān)于CONSTANS基因功能及其調(diào)控機(jī)理相關(guān)的研究還不夠透徹，并且多集中于模式植物，本文首次從銀杏中克隆得到CONSTANS基因cDNA片段，為通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究CONSTANS基因在開花調(diào)控中的功能奠定基礎(chǔ)。本作品第一次在銀杏上報(bào)道開花基因的克隆與序列分析，在銀杏分子生物學(xué)領(lǐng)域具有創(chuàng)新性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本文的研究內(nèi)容不僅在理論上對于了解銀杏開花的分子機(jī)理具有重要的意義，在實(shí)踐中為今后利用遺傳工程技術(shù)縮短銀杏童期的分子育種提供技術(shù)支撐和重要的基因資源。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本研究利用一對簡并引物，從銀杏中克隆得到CONSTANS基因的cDNA片段，命名為GbCO。GbCO長855bp，編碼285個(gè)氨基酸。核苷酸和蛋白質(zhì)序列多重比較結(jié)果顯示，GbCO與其它植物的CO基因的核苷酸與蛋白質(zhì)序列均高度同源。GbCO編碼的蛋白質(zhì)與挪威云杉，海岸松和長白松的CO氨基酸相似性分別為60%，53%和52%。CO系統(tǒng)進(jìn)化樹顯示，GbCO與其它裸子植物親緣關(guān)系較近。本研究通過克隆GbCO基因，可為利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)縮短銀杏童期提供基因資源，也為進(jìn)一步了解銀杏開花的分子調(diào)控機(jī)理奠定基礎(chǔ)。
獲獎(jiǎng)情況
- 論文《銀杏CONSTANS基因的克隆與序列分析》發(fā)表在《湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)》雜志2010年第49卷第12期，2945-2948頁。
鑒定結(jié)果
- 本作品發(fā)表的期刊為中文核心期刊
參考文獻(xiàn)
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同類課題研究水平概述
- 銀杏具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但由于銀杏童期非常長，給優(yōu)良品種的育種帶來了嚴(yán)重的障礙，使得銀杏許多經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值受到很大程度的限制。近年來通過基因工程手段對木本植物開花相關(guān)基因的遺傳改造，在縮短木本植物的童期研究中已取得了一定的成效。隨著開花基因的大量克隆、分離和功能研究，育種學(xué)家逐漸認(rèn)為利用控制開花途徑的關(guān)鍵基因，通過轉(zhuǎn)基因等遺傳改良手段可以縮短植株童期生長，促進(jìn)植物開花結(jié)果。因此有理由相信開展銀杏開花發(fā)育相關(guān)基因的研究，將會(huì)為利用基因工程技術(shù)大幅度縮短銀杏童期奠定良好的基礎(chǔ)。 近年來CO基因的克隆與功能分析主要集中在擬南芥等幾種模式植物上，對于多年生植物中CO基因的克隆與研究鮮有報(bào)道，尤其在有關(guān)銀杏開花基因上國內(nèi)外未見報(bào)道，目前尚不清楚CO基因在銀杏體內(nèi)的功能。本作品以植物促進(jìn)開花調(diào)控的分子機(jī)理出發(fā)點(diǎn)，首次在銀杏上克隆促進(jìn)開花的基因CONSTANS（GbCO），并對其序列特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析，結(jié)果顯示GbCO的核酸與蛋白質(zhì)序列與其他植物的CONSTANS具有高度的同源性，系統(tǒng)進(jìn)化樹分析結(jié)果表明銀杏GbCO基因與其它裸子植物親緣關(guān)系更近。 該作品選題前沿，研究目標(biāo)明確，技術(shù)路線合理，從銀杏中克隆到第一個(gè)調(diào)控開花途徑的基因，所獲研究成果整體達(dá)到同類研究的國際先進(jìn)水平。
