1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
本课题意义:禾谷镰刀复合种(Fusarium graminearum complex)引起的赤霉病是小麦的重要病害之一[1],主要发生在长江中下游麦区和东北春麦区,近年来由于秸秆还田等耕作方式的改变和全球变暖等气候因素的影响,赤霉病还有蔓延到黄淮麦区的趋势。
在我国,赤霉病年发生7000万亩以上,占全国小麦种植面积的16;2010年和2012年赤霉病大发生,发病面积均超过1亿亩,给农业生产造成了巨大的经济损失。
赤霉病除了造成减产外,感病籽粒中含有的多种真菌毒素如脱氧雪腐镰刀烯醇(DON)和玉蜀黍赤霉烯酮(ZEN),危害人畜健康,对食品安全构成严重威胁[2]。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:获得禾谷镰孢菌6个编码天冬氨酸氨基转移酶同源基因AAT2a-f的敲除突变体内容:构建禾谷镰孢菌6个编码天冬氨酸氨基转移酶同源基因AAT2a-f的敲除载体,并通过PEG介导的原生质体转化,获得并筛选AAT2a-f的敲除突变体。
拟解决关键问题:PEG介导的原生质体转化方法的优化
3. 研究的方法与方案
研究方法:利用PEG介导的方法进行原生质体的转化技术路线:基因敲除技术将连在潮霉素抗性基因左右翼的目标基因上下游大片段DNA转化到野生型菌株GZ3639中,用选择培养基筛选并鉴定转化子,获得原位替换的敲除突变体。
实验方案:1、小麦赤霉病菌分生孢子的制备① 利用1绿豆汤产孢培养液,用灭菌的牙签挑取活化于PDA平板上的菌株的菌落边缘的菌块于培养液中,然后置于25C摇床中,在180 rpm,24 h光照条件下培养4~5 天。
② 将培养好的孢子用三层灭菌纱布过滤至50 ml离心管中,然后将滤液8000 rpm离心10 min,将上清液倒掉。
4. 研究创新点
首次在丝状真菌基因组发现多个同源基因编码天冬氨酸氨基转移酶,通过构建这些基因的敲除突变体分析这些同源基因的生物学功能。
5. 研究计划与进展
研究计划:1) 同源比对获得基因序列2) 设计敲除载体构建方案,引物设计3) 敲除载体构建4) PEG介导的原生质体转化:将连在潮霉素抗性基因左右翼的目标基因上下游大片段DNA转化到野生型菌株GZ3639中,筛选并鉴定转化子,获得原位替换的敲除突变体。
预期进展:前期准备:2016年7月-9月:通过Bioxm软件进行同源比对获得基因序列;设计敲除载体构建方案,通过网站http//www.yeastgenome.g/cgi-bin/web-primer设计引物;准备实验材料。
中期实验:2016年9月-12月:敲除载体构建;PEG介导的原生质体转化:将连在潮霉素抗性基因左右翼的目标基因上下游大片段DNA转化到野生型菌株GZ3639中,筛选并鉴定转化子,获得原位替换的敲除突变体。
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