申报书-超表达黄花苜蓿LEA-like基因提高转基因烟草抗寒性和产量

序号： 编码： “挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛决赛作品申报书作品名称： 超表达黄花苜蓿LEA-like基因 提高转基因烟草抗寒性和产量 学院名称： 生命科学学院 申报者姓名 （集体名称）： 卓春柳 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类说 明1.申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3.表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4.序号、编码由竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.522cm）。A1申报者情况（个人项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写 个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）； 2本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。姓 名卓春柳性别女出生年月1987年2月申报者情况学院全称生命科学学院专 业生物科学现学历本科年级05级学制 4年入学时间2005年9月作品全称超表达黄花苜蓿LEA-like基因提高转基因烟草抗寒性和产量毕业论文题目黄花苜蓿CAB基因的克隆、表达分析及表达载体构建通讯地址华南农业大学生命科学学院05级生物科学3班邮政编码510642单位电住地通讯地址华南农业大学跃进南学生宿舍区36栋106室邮政编码510642住宅电作者情况姓 名性别年龄学历所在单位无资 格 认定学院学籍管理部门意见 是否为2009年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类高等院校中国学生（含专科生、本科生和研究生）。是 否若是，其学号为： 200530710331 （部门盖章） 年 月 日院系负责人或导师意见 本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果 是 否 负责人签名： 年 月 日B1申报作品情况（自然科学类学术论文）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3作品分类请按作品的学术方向或所涉及的主要学科领域填写；4硕士研究生、博士研究生作品不在此列。作品全称作品分类（D）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路目的：从冷处理黄花苜蓿叶片cDNA中筛选出MfLEA-like，转化模式植物中烟90，并对T1代转基因烟草进行抗逆性分析，以筛选出性状优良的转基因烟草。通过对MfLEA-like基因功能进行初步研究，为利用该抗性基因改造其他经济作物提供有益的探索。基本思路：根据本实验室庞朝枢构建的“黄花苜蓿冷诱导基因缩减杂交文库”，从中筛选出MfLEA-like的主体片段，克隆出基因编码区全长。利用半定量RT-PCR技术，分析该基因在低温胁迫下的表达规律。本研究还构建了pBI-MfLEA-like超表达载体，通过农杆菌介导转化烟草获得转基因植株，并对T1代转基因烟草进行抗逆性及生长状况分析。生物信息学分 MfLEA-like基因的克隆 低温胁迫对MfLEA-like表达模式的影响序列分析 植物表达载体的构建进化树构建 转化模式植物烟草蛋白定位预测 转基因烟草分子检测鉴定 PCR检测，Southern 杂交分析获单拷贝转基因植株，收种提高抗寒性提高抗寒性促进生长提高抗寒性T1代转基因烟草抗逆性分析 生长状况分析作品的科学性、先进性及独特之处科学性：研究目的明确，实验设计合理，可操作性强。1. 从黄花苜蓿冷诱导基因缩减杂交文库中筛选出MfLEA-like的主体片段，克隆出基因编码区全长，并进行生物信息学分析以及分析该基因在低温胁迫下的表达规律，推断该基因在植物抗寒中具有重要作用。2. 构建超表达载体，转化模式植物中烟90，并对T1代转基因烟草进行抗逆性及生长状况分析，以筛选出性状优良的转基因烟草。3. 通过对MfLEA-like基因功能进行初步研究，为利用该抗性基因改造其他经济作物提供有益的探索。先进性：应用了先进的生物技术和创新的分析方法。独特之处：LEA蛋白在植物抗逆性调节、基因工程抗性育种等方面显示出广泛的应用前景，黄花苜蓿冷响应基因的相关研究和利用处于起步阶段，有关黄花苜蓿LEA家族蛋白的研究尚未有报道。本研究中超表达黄花苜蓿LEA-like基因提高转基因烟草的抗寒性和产量，为深入研究该冷诱导基因的功能，进行作物抗逆性基因工程育种打下基础，为利用该抗性基因改造其他经济作物提供有益的探索。作品的实际应用价值和现实意义干旱、盐渍及低温是制约植物生长、降低其产量的三大非生物因素。其中，低温不仅在很大程度上限制植物的种植范围，同时还会造成减产和品质下降，严重时甚至绝收。全球每年因低温伤害造成的农作物损失高达数千亿元（DENG J M等，2001）。本研究中超表达黄花苜蓿LEA-like基因提高转基因烟草的抗寒性和产量，为深入研究该冷诱导基因的功能，进行作物抗逆性基因工程育种打下基础，为利用该抗性基因改造其他经济作物提供有益的探索。学术论文文摘摘要：黄花苜蓿（Medicago falcalta L.）是豆科苜蓿属多年生草本植物，广泛分布于亚洲和欧洲，是我国北方草原的优良牧草，具有抗寒、抗旱、耐贫瘠等特性，是苜蓿抗性育种的重要基因库。根据本实验室庞朝枢构建的“黄花苜蓿冷诱导基因缩减杂交文库”，从中筛选出MfLEA-like的主体片段，克隆出基因编码区全长。利用半定量RT-PCR技术，分析该基因在低温胁迫下的表达规律。本研究还构建了pBI-MfLEA-like超表达载体，通过农杆菌介导转化烟草获得转基因植株，并对T1代转基因烟草进行抗逆性及生长状况分析。通过对MfLEA-like功能进行初步研究，为利用该抗性基因改造其他经济作物提供有益的探索。主要研究结果如下：1. MfLEA-like的克隆设计特异引物，利用RT-PCR从冷处理黄花苜蓿叶片cDNA中克隆得到MfLEA-like，全长605bp，含有579bp的开放阅读框，编码一个由192个氨基酸组成的蛋白。2. 低温胁迫对MfLEA-like表达模式的影响MfLEA-like在低温胁迫下表达量迅速上调，表明该基因与黄花苜蓿的抗寒性密切相关。3. MfLEA-like转化烟草分析构建pBI-MfLEA-like超表达载体，通过农杆菌介导转化烟草，经分子检测和鉴定，挑选15株转基因烟草进行Southern杂交，结果表明这些转化植株来自不同的转化事件。对T1代转基因烟草进行耐寒性、耐旱性和耐盐性分析，结果表明转基因植株的耐寒性显著增强，耐旱性和耐盐性与野生型差异不大。T1代转基因烟草植株在生长状况方面明显优于野生型，该基因的过量表达促进了烟草的生长。 作品在何时、何地、何种机构举行的会议上或报刊上发表及所获奖励无鉴定结果请提供对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录王俊杰,云锦凤,吕世杰. 黄花苜蓿种植的优良特性与利用价值J. 内蒙古农业大学学报,2008,29(1):215-219.中国农科院畜牧所饲料室,农渔业部畜牧局草原处译. 苜蓿的科学与技术C. 中国草原学会论文集第二辑,1986.ALFBENALIMA,ALARYR,JOUDRIER P,er al. Comparative expression of five Lea Genes during wheat seed development and in response to abictic stresses by real-time quantitative RT-PCRJ. Biochim Biophys Acta,2005,1730(1):56-65.DENG J M,JIAN L C. Advances of studies on plant freezing-tolerance mechanism:freezing tolerance gene expression and its functionJ. Chinese Bullerin of Botany,2001,18(5):521-530.DESPREZ T,AMSELEMJ,CABOCHE M,et al. 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