湖南大学生研究性学习和创新性试验计划-湖南文理学院教务处.DOC

湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划 项　 目　 申　 报　 表 项目名称: EUI突变体长选3S与其野生型培矮64S抽穗期最上节间蛋白质表达水平差异分析 学校名称 湖南文理学院 学生姓名 学 号 专 业 性 别 入 学 年 份 李华金 201213010214 生物科学 女 2012.9 欧单凤 201213010219 生物科学 女 2012.9 刘俊霞 201213010225 生物科学 女 2012.9 陶纯纯 201213010231 生物科学 女 2012.9 指导教师 肖辉海 职称 教授 项目所属 一级学科 生物学 学生曾经参与科研的情况 自2013年6月以来，在指导教师肖辉海的带领下，我们（李华金，欧单凤，刘俊霞和陶纯纯）积极参与老师的科研工作。一年多来，一直跟随指导老师开展两系杂交水稻应用基础理论研究，查阅了大量相关文献资料，基本上掌握了水稻的常规栽培技术要点，熟悉了实验材料的生物学特性，掌握了开展本项目研究工作所必需具备的基本实验操作技术和方法，这为我们开展本项目的研究工作从基础理论和实验技术两面打下了良的基础。 指导教师承担科研课题情况 指导教师肖辉海，男，博士，教授，湖南省植物学会常务理事。自1994年以来主要从事杂交水稻应用基础研究。先后参与国家科技部863计划项目1项、国家自然科学基金项目1项、湖南省自然科学基金项目3项、湖南省教育厅科研基金项目3项。主持并完成了湖南省自然科学基金项目2项（其中重点项目1项），湖南省科技厅计划项目1项。湖南省教育厅科研项目2项（其中重点项目1项）。近几年来，在水稻不育系包颈性状改良的应用基础研究方面取得了较好的研究成果 。在《African Journal of Agricultural Research》、《中国农业科学》、《植物学报》、《生态学报》、《作物学报》、《中国水稻科学》等刊物上公开发表学术论文30余篇。 项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题 1、研究目的 从蛋白质分子水平揭示eui基因促进长穗颈（eui）温敏核不育水稻最上节间伸长的分子机理 2、研究内容 （1）长穗颈（eui）温敏核不育水稻与其野生型温敏核不育水稻抽穗期最上节间蛋白质表达水平差异分析 以长穗颈（eui）温敏核不育水稻长选3S和其野生型温敏核不育水稻培矮64S为材料，在花粉可育的光温条件下，在花粉发育的二核花粉期取最上节间，并采用固相pH梯度双向凝胶电泳和基质辅助激光解析电离时间飞行质谱等技术，分别进行蛋白质的电泳和质谱分析，比较分析2个材料在相同发育时期最上节间蛋白点，分别筛选出长穗颈（eui）温敏核不育水稻长选3S在该发育时期最上节间表达的差异蛋白质点。 （2）长穗颈（eui）温敏核不育水稻最上节间差异蛋白质点对应基因的表达分析 采用RT-PCR方法，对长穗颈（eui）温敏核不育水稻长选3S在二核花粉期最上节间表达的差异蛋白进行对应基因的表达分析，分析蛋白质的表达与相应mRNA水平的表达是否相一致（若不一致说明蛋白质对应基因可能由于基因表达存在翻译后修饰）。通过分析，进一步明确长穗颈（eui）温敏核不育水稻在花粉不育的光温条件下eui基因促进最上节间显著伸长的分子机理，从蛋白质分子水平阐明长穗颈（eui）基因促进水稻最上节间伸长的机理。 3、解决的主要问题 从蛋白质分子水平揭示eui基因促进长穗颈（eui）温敏核不育水稻最上节间伸长的分子机理。 国内外研究现状和发展动态 但在杂交水稻生产中，无论是三系杂交稻的核质互作型不育系或是两系杂交稻光（温）敏核不育系，都存在一个共同的遗传障碍，即不育系抽穗不畅，从而导致稻穗部分颖花包裹在剑叶叶鞘中，俗称“包颈”。目前生产上解决的办法是在抽穗时喷施赤霉素(GA3)促进不育系抽穗，以提高杂交制种产量。但GA3的施用不但要求较高的喷施技术，准确的施用时期和较为苛刻的天气条件，更为重要的是，大量使用GA3增加了种子生产的成本，加剧了环境污染，且造成种子质量下降。 水稻长穗颈基因 (elongated uppermost internode，简称eui) 具有促进水稻最上节间快速伸长的特点，它是美国学者Rutger和Carnahan最先在粳稻Mg/Terso的F3群体中发现并命名的，eui基因的利用，不仅可解除水稻不育系包穗的遗传缺陷，还可选育出有利于授粉的高秆恢复系，以减少GA3的使用，提高种子产量和质量，降低杂交种子生产成本和减少环境污染，因此，该基因在杂交水稻的研究中具有重要的应用价值。 近几年来，国内外对水稻eui基因的研究主要集中在三个方面：一是水稻eui突变体的遗传及育种利用；二是水稻eui基因的生理机理；三是水稻eui基因的定位和克隆。目前关于水稻EUI基因促进穗颈节间伸长的作用