1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
一、课题的意义
菘蓝(isatis indigoticafortune.)为十字花科(cruciferae)二年生草本植物,以干燥根与干燥叶入药,分别称板蓝根和大青叶[1]。板蓝根作为传统中药治疗发热、流感、流行性肝炎和细菌感染已有数千年[2]。大青叶可用于生产“青黛”,其为一种深蓝色粉末,可用于治疗牛皮癣[3]、结肠炎[4]、白血病[5]和癌症[6]。迄今为止,已从菘蓝体内分离出多种抗病毒生物活性成分,包括生物碱、表铁蛋白、酚酸、类黄酮和木脂素,其中吲哚生物碱为主要化合物。众多研究表明,这些成分具有抗病毒[7]、抗菌[8]、消炎[9]和抗癌[10]的特点。
植物生长发育过程中常受到不利环境因素的影响,如盐胁迫、干旱、紫外线胁迫和病原体感染等。因其无法移动的特性,植物必须进化一系列防御和适应机制。植物次生代谢产物在植物适应不利环境及赋予抗逆性方面起主要作用[11]。此外,次生代谢物也是药物、化妆品和食品添加剂的重要来源[12]。但是,植物次生代谢产物的产量普遍偏低,使用化学合成的方法生产,存在工艺流程复杂、成本高等问题。提高药用植物的品质、药材质量及产量,以满足日益增大的市场需求,成为现代中药研究的重要课题。因此,有必要阐明菘蓝抵御和适应逆境胁迫以及次生代谢物合成的分子机制,以增加其活性成分的含量。
2. 研究的基本内容和问题
一、研究的目标
1、对典型的wrky转录因子进行组织特异性表达模式分析,探索wrky基因在菘蓝不同部位的表达情况。
2、对菘蓝植株分组进行低氮、高温、干旱和盐胁迫处理,在wrky基因家族中筛选环境胁迫响应基因,为后期开展wrky基因的生物学功能研究,以及深入探讨菘蓝次生代谢产物的生物合成过程、代谢与调控机制提供实验依据。
3. 研究的方法与方案
一、研究方法
1、数据库检索与相关文件下载
4. 研究创新点
目前WRKY转录因子的研究在拟南芥和水稻等模式植物中已非常深入,但药用植物菘蓝的WRKY转录因子研究尚未开展。本课题以具有多效性的WRKY转录因子家族为切入点,运用分子生物学和生物信息学的研究方法,开展菘蓝WRKY转录因子家族成员的系统分析,并采用实时荧光定量PCR技术,对其进行组织特异性表达分析,并研究不同WRKY基因在不同胁迫处理下的表达情况,为之后菘蓝应答非生物胁迫方向的相关研究提供候选基因信息,以初步阐明该转录因子家族中不同WRKY基因在不同胁迫中发挥的作用,为探明菘蓝WRKY转录调控的网络机制,并为菘蓝抗逆育种的研究奠定一定的理论基础。
5. 研究计划与进展
一、研究计划
1、2019年8月
以来自于山西省的菘蓝居群种子为试验材料,在25°c的条件下(20,000 lux,16h光照/ 8h黑暗周期)播种于装有珍珠岩和石英砂(2:1 v / v)的塑料盆中。
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