文档介绍：论文研究计划题目:砷胁迫下水稻灌浆期籽粒响应的代组学及蛋白质组学研究姓名:欢报考学院:农业与生物技术学院报考专业:作物栽培学与耕作学毕业院校:中国农业科学院毕业时间:2017年7月论文研究计划一、论文题目:砷胁迫下水稻灌浆期籽粒响应的代组学及蛋白质组学研究二、研究目的:从代组学和蛋白质组学的角度来分析不同水稻品种籽粒对砷胁迫的耐受响应。大量的代和蛋白质数据可以丰富我们对水稻砷耐性差异分子机理及水稻应答砷胁迫的分子机制的理解。三、研究背景:水稻是全球主要的粮食作物之一,但其产量与质量受到重金属污染、干旱、高温等非生物胁迫作用的影响。砷是一种理化性质与金属相似的类金属元素,在环境学中也被归为重金属,砷及化合物具有剧毒、致癌、致畸和致突变特性(IARC,2004)。研究表明水稻具有高效的砷吸收、富集和向地上部分转运的能力,其稻谷中的砷富集量约是其他和谷类作物如小麦、玉米的10倍(Tuli,)。近年来,针对水稻砷形态、代规律、吸收、富集和转运机理的研究工作取得一定成果。尽管低浓度的无机砷能够促进部分水稻的发芽率,但随着砷浓度的升高多数水稻的发芽率下降,甚至不能发芽(仁英等,2014)。但一定浓度的砷胁迫不仅影响发芽和水稻植株的正常,还会使水稻颖壳出现重颖、封闭不拢等畸形症状,结实率仅有30%~40%,结实籽粒不饱满甚至短小(建军等,2014)。此外,砷胁迫对稻米的品质也存在一定的影响,整精米率、垩白米率、垩白度以及蛋白质含量显著下降,碱消值增加(即稻米蒸煮后口感硬,食味不良)等(莹等,2013)。在植物体砷的毒性与其存在的形态有关。一般将环境中存在的砷分为两类:无机砷和有机砷。砷酸盐(AsⅤ)和亚砷酸盐(AsⅢ)属于无机砷,其中As(Ⅲ)的毒性要大于As(Ⅴ);有机砷包括单甲基砷酸(盐)(MMA)、二甲基砷酸(盐)(DMA)、砷甜菜碱和砷糖等,主要存在于海洋动物和食用藻类中(Zhao,)。Verbruggen等(2009)研究表明有机砷比无机砷的毒性低,但当五价的MMA(AsⅤ)和DMA(AsⅤ)被还原为三价的MMA(AsⅢ)和DMA(AsⅢ),会大大增大其毒性。As(Ⅲ)对植物的毒害作用大于As(Ⅴ),但两者对植物的毒害作用机理不同。As(V)主要通过干扰P代对植物产生毒害,而As(Ⅲ)主要干扰植物体的蛋白质和酶,因此不同形态的砷对植物生长的影响不同。(康瑞娟等,2005)不同水稻品种对As的吸收、转运和耐性均存在显著差异。目前对耐砷和砷敏基因型水稻工作集中在基因组和转录组水平上研究水稻响应砷胁迫的生理机制。Rai等(2011)发现,水稻品种Triguna、IR-36和PNR-59比较耐砷,它们在遭受砷胁迫后其基因组中硫同化代及抗氧化系统等相关基因被显著诱导表达。Liu等(2010)对籼稻明恢86进行亚砷酸盐胁迫处理,在幼苗根系中鉴定到67个应答砷胁迫的miRNA,这些miRNA的靶基因主要包括一些转录因子、蛋白激酶、DNA或金属离子结合蛋白,它们参与细胞和代过程、色素沉着和应激反应等。不同形态的砷在不同基因型水稻籽粒中也存在显著的差异。在生殖阶段,水稻中的ABC转运因子(1)可减小As转运分配至籽粒中。(Song,etal,2014)众所周知,蛋白质是大多数生理、生化过程的实际执行者,在蛋白质水平上研究可获得大量有价值