福建省大学生创新性实验计划项目.doc

福建省大学生创新性实验计划项目申 报 书学校名称 漳州师范学院 计划项目名称 抑制4CL基因表达获得低木质素含量 的转基因桉树计划项目负责人 陈艳峰 通讯地址 漳州师范学院生物系08生科（2）班 邮政编码 363000 填写日期 2010年6月 福建省教育厅制二一年 六 月填写说明一、申报书要逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。空缺项要填“无”。二、表格中的字体小四号仿宋体，1.5倍行距；需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。均用A4纸双面打印，于左侧装订成册。三、计划项目先由所在学校进行组织初审后，推荐上报的计划项目由学校分管领导在申报书上签署意见、签字并加盖公章后，一式三份（均为原件），报送省教育厅高等教育处。学校名称漳州师范学院 计划项目名称抑制4CL基因表达获得低木质素含量的转基因桉树计划项目负责人姓名陈艳峰性别女民族汉出生年月1990.11专业/职称/职务生物科学联系电话无手机号真无E-计划项目组成员姓名性别出生年月学院/系别专业/职称/职务签字吴凌娟女1990.01生物科学与技术系 生物科学陈娟女1989.07生物科学与技术系 生物科学阮宁生女1989.07生物科学与技术系 生物科学赖庆娜女1989.07生物科学与技术系 生物科学李芸女1989.09生物科学与技术系 生物科学一、前期基础（500字以内）（大学生开展科研实训、发明创造、创新性实验等活动的基本情况和具体成果）木质素是由聚合的芳香醇构成的一类物质，位于纤维素纤维之间，通过形成交织网来硬化细胞壁，起抗压作用。在木本植物中，木质素占25%，是世界上第二位最丰富的有机物(纤维素是第一位)。在制浆造纸工业中，需要去除木质素，而木质素性能稳定，不易降解，故脱除木质素时需投入大量化学试剂,产生严重污染环境的大量废液，同时木质素的存在还会影响纸浆质量，增加造纸成本。通过对植物次生代谢内容的学习和造纸过程的了解，我们了解到去木质素在造纸生产实践中的重要意义。在查阅了相关资料后，我们发现苯丙氨酸途径上游的调控涉及3种酶：苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟基化酶(C4H)和4CL，它们表达活性的高低，与木质素总量密切相关。其中4-香豆酸辅酶A连接酶(4-coumarate-CoA ligase, 4CL) 催化肉桂酸形成有活性的肉桂酸辅酶A酯类,系木质素生物合成途径中的关键酶。4CL基因表达水平的高低直接影响着木质素含量的大小。Kajita等(2002)用4CL活性较低的转基因烟草进行制浆实验结果表明转基因株系木质素易去除，化学药品耗用量少，纸浆产量增加，可见4CL是较为理想的用于改良造纸原料植物的目标基因。桉树为常绿阔叶林，福建省有大面积种植，它生长迅速，每年每公顷可生产活立木材30立方米左右，是造纸工业的常用树种。它优良的经济、生态、社会效益深受我省林农的喜爱。值得关注的是，中国林学会第三届桉树专业委员会第四次会议就在福建省漳州市隆重举行，会议就桉树发展提出了具有前瞻性、创造性和指导性意见和建议。鉴于当前造纸业污染严重、生态环境日益恶化的现状，减少污染，保护环境迫在眉睫，使得本研究具有必要性和紧迫性。为此， 我们成立了一个创新研究兴趣小组，并认真系统的学习植物生理学、生物化学、细胞生物学和分子生物学的理论知识，查阅了相关文献，初步掌握了研究方法和实验方法，具备了一定的理论基础和实验技能。同时确立了本次科研立项的研究方向，充分的进行了本实验的可行性分析和实验前期准备。 本研试图通过抑制桉树木质素生物合成途径中的4CL基因表达水平，培育出低木质素含量的桉树基因工程新品种，为福建省林农增收、生态保护及造纸工业发展提供帮助。 指导老师前期研究发表文章如下：魏开发. AtNCED3 与AtAAO3 启动子功能分析及其驱动CHS 基因表达.湖北民族学院学报(自然科学版), 2009,27(2): 121125.高武军，卢龙斗，魏开发，孙福丛.根癌农杆菌介导的玉米转化研究进展.中国农学通报，2004，20（6）：26-28， 魏开发.农杆菌介导的高效玉米遗传转化体系的建立.遗传, 2009 年11 月, 31(11): 1158-1170魏开发, 高武军, 孙福丛, 卢龙斗. 影响玉米胚状体建成关键因素研究进展. 生物技术, 2004, 14(2): 6769.二、计划项目实施思路（500字以内）（实施创新性实验计划项目的指导思想、工作思路、预期效果）指导思想去除木质素工艺是造纸工业产生严重污染的主要原因，本研究利用基因工程技术，通过4CL的反义表达载体AP4CL的构建和对桉树遗传的转化，得到木质素低表达的桉树转化植株，从而获得木质素含量较低的植株，为大面积种植用于造纸工业的桉树作准备，对减少化工废液的排放，减轻环保压力，具有重要的实践意义。研究思路桉树4CL基因克隆 构建4CL的反义表达载体AP4CL 桉树的遗传转化 转化植株的PCR与Southern检测 转化植株的 RT-PCR 检测 转化植株的Western检测桉树木质素含量测定.预期效果 通过基因工程手段，获得低木质素含量的桉树，可以大大降低造纸成本，优化造纸工艺，提高纸质，并且减少废液的排放，保护脆弱的生态体系，从而获得良好的经济效益和生态效益。本实验对于指导生物质能源植物的转基因改良、牧草营养品质的改良、反刍动物饲草等基因工程研究也将产生重要的影响。三、计划项目管理机制（600字以内）1.计划项目人员组成及分工1.1计划项目人员组成实验计划项目“抑制4CL基因表达获得低木质素含量的转基因桉树” 人员组成为：指导老师魏开发1人；队员六人，为生物系本专业学生。姓名如上。1.2计划项目的分工在导师指导下自主选题、自我设计、自主实验、自我管理完成研究项目，设计实验的所有过程，均由队员们共同完成。2、计划项目运行及管理办法（1）设计实验工作在课余时间进行，愿意在假期集中安排。（2）在指导老师的具体指导下，完成设计性实验的研究过程。时间进程安排：2010.6-2010.9 查资料，学习研究方法，学习相关软件的使用。2010.9-2010.10 进行设计性实验的准备工作。2010.10-2011.10 进行实验：内容有克隆4CL基因；构建4CL的反义表达载体AP4CL；桉树的遗传转化；转化植株的PCR与Southern检测；RT-PCR检测相关基因表达情况。2011.10-2011.12 进行实验数据处理和分析，并完成实验论文。我们的大学生创新性实验项目选题共由6人完成，实验项目的执行时间为2年左右。管理办法：A.实验过程管理：每个阶段都有一名组长主要负责，其他成员相互配合，共同完成，遇到问题或困难是及时向老师寻求指导和帮助，力求将该实验做到最好。B.经费管理：实验项目经费由指导老师统筹管理，各成员实行报销制原则。在遇到需要某种药品或器材而实验室无法提供的情况时，要及时向指导老师提出购买申请，并在老师的帮助下获得所需物品。四、计划项目保障机制（600字以内）1、经费保障（配套经费及经费管理办法）1.1配套经费学院提供配套经费3000元，于我实施创新性实验计划项目“抑制4CL基因表达获得低木质素含量的转基因桉树”。1.2经费管理办法资助经费使用范围：（1）. 科研资料费(与项目有关的书籍、资料等)。（2）.实验、材料费：原材料、试剂、药品等消耗品的购置费；样品的采集处理费。（3）.经批准购买的小型实验器材、工具购置费。（4）. 其他费用我们将制定专项经费的用途和范围、审批权限，统一建帐、分项管理，建立学生、导师和经费管理机构负责人签字报帐制度，保证经费的合理使用2.条件保障（系提供设备、场地、设施等具体情况）（1）生物系实验室将为我们实验组划定专门实验室、提供相关设备、准备有关耗材，用于创新性实验研究。（2）生物系实验室、导师将为我们的实验研究创造条件、优先安排、提供指导。（3）实验室设备处统筹实验条件保障与检查工作。3、激励机制（对指导教师的工作量认定，优秀学生的奖励措施）（1）对履行职责指导学生完成了实验项目研究的导师，依据学校相关规定认定其工作量，并作为教师年终工作业绩考核依据之一。学校除承认其工作量外，将对教师进行表彰，在职称评聘、岗位聘任、评选先进等方面在同等条件下应予以优先考虑。并对指导教师授予“学生科技园丁”荣誉称号，并颁发证书。（2）按照实验计划完成了实验项目，且实验项目被学校验收合格