基本信息
- 项目名称：
- 高压诱导水稻转座子mPing的转座激活及全基因组范围的基因表达改变研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品选用重要农作物水稻为研究材料，通过高压处理水稻纯系品种丰优307得到变异株，检测出M3、M4代转座子mPing发生持续激活。利用基因芯片技术，对M3代中mPing跳出频率较高的植株做基因表达分析，发现了差异表达基因，对这些差异表达基因进行功能注释和通路分析，找到了与物质代谢、刺激应答等相关的基因，并发现与胁迫相关的转录因子。研究表明高压胁迫可通过改变基因表达改变作物性状，为作物育种奠定基础。
- 详细介绍：
- 众所周知，水稻是世界主要粮食作物之一，世界上近一半人口，包括几乎整个东亚和东南亚的人口，都以稻米为食，其栽培历史已有6000～7000年。经过自然选择和人工育种，水稻品种大量丰富，稻米品质有了很大提高。近年来，利用各种胁迫手段筛选优质的水稻品种，是水稻育种的重要方式之一。 高压是一种可影响多种细胞活动的热物理学作用。已有研究证明，染色质结构，DNA和蛋白质的相互作用和...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 通过高压处理得到变异株及其后代，分析变异株后代mPing转座激活情况，研究变异株后代是否可保持mPing的持续激活。对突变体 M3代做基因芯片，分析得到基因表达变化规律，为水稻遗传育种提供理论依据。思路：1.检测高压处理变异株后代mPing转座激活情况；2.利用Affymetrix基因芯片技术分析12-14和丰优307两个材料中基因表达差异；3.筛选出差异表达基因，并进行功能注释和通路分析。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品选用水稻纯系品种丰优307进行高压胁迫处理得到变异株及其后代，分析变异株后代mPing转座激活情况，研究其是否可保持 mPing的持续激活。选择变异株M3代基因表达旺盛的小穗作为芯片材料进行了基因芯片分析。作品选用基因芯片技术，在全基因组范围检测了mPing发生激活的变异株后代基因表达变化情况，从基因表达水平上探究水稻栽培品种丰优307后代对于高压胁迫的记忆。
应用价值和现实意义
- 水稻是重要的粮食作物，通过各种胁迫手段筛选优质的水稻品种，一直是水稻育种的重要手段。而转座子作为水稻基因组中重要的组成部分，其对于水稻基因组组成进化和基因表达调控等都具有重要意义。所以，本研究从转座子发生激活的个体着手，检测胁迫条件下水稻后代基因表达水平，分析高压胁迫对水稻后代的影响。进而探究植物在应对环境胁迫的条件下，其后代是否能够留有记忆。希望能够为水稻遗传育种提供相关理论基础。
学术论文摘要
- 高压处理获得mPing转座激活的变异株后代，对变异株后代进行 mPing转座激活频率分析，发现mPing在后代中持续激活。为进一步检测高压胁迫对后代基因表达的持续影响，利用Affymetrix基因芯片技术，检测M3代全基因组范围基因表达变化情况，比较变异株 mPing持续激活后代与未经高压处理的群体基因表达差异。发现变异株后代发生了明显的基因表达变化，其中表达上调的探针有458个...(查看更多)
获奖情况
- 本项目获某校校级科研立项优秀奖，现该作品正在进一步完善中，预计将发表SCI 1-2篇。
鉴定结果
- 某校校级科研立项优秀奖，通过鉴定。
参考文献
- 1 Madlung A，Comai L．The effect of stress on genome regulation and tructure[J]．Ann Botany，2004，94：48I-495. 2 Jiang N， Bao Z， Zhang， X， Hirochika H， Eddy S R， McCouch S R， Wessler S R. An act...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 本项目选择水稻作为实验材料，水稻是世界主要粮食作物之一，栽培历史已有6000～7000年。经过自然选择和人工育种，水稻品种大量丰富，稻米品质有了很大提高。近年来，利用各种胁迫手段筛选优质的水稻品种，是水稻育种的重要方式之一。随着分子生物学技术蓬勃发展，相关分子水平的研究迅速展开。 高压是一种可影响多种细胞活动的热物理学作用。已有研究证明，染色质结构，DNA和蛋白质的相互...(查看更多)
