温度调控拟南芥下胚轴生长的全基因组关联分析开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.1研究意义：

植物的生长积极响应环境温度，这一特性与植物适应气候变化的能力相关[1]。目前，自然种群调节热响应的机制尚不清楚[2]。为了适应外界环境如温度的变化，植物在进化的过程中一直存在着持续的自然变异。不同地域不同气候环境下生长的同一种植物，在环境的自然选择压力作用下一些有利于植物适应当地特异生长环境的自然变异被选择和保留下来。这些经过长期的自然选择的变异群体是我们研究植物适应外界环境变化的良好材料。本试验选择了77个拟南芥突变体作为研究材料。

拟南芥(arabidopsisthaliana)是一种十字花科(cruciferae)的小型野草，产于朝鲜、日本、俄罗斯(西伯利亚)、印度、伊朗、土库曼斯坦、欧洲、非洲和北美洲等地，在我国华东(江苏南部、安徽)、中南(湖北)、西北(新疆塔城、陕西勉县)和西部(西藏普兰、聂拉木、定日、林芝、察雅、芒康)亦有分布[3-5]。拟南芥早在16世纪被发现，19世纪末，科学家就注意到了它的研究价值。它是国际上第一个完成全部基因组序列测定的高等植物。

2. 研究的基本内容和问题

2.1本研究主要目的是研究温度与拟南芥下胚轴生长相关的调控机制。

2.2研究内容：

利用拟南芥自然变种在不同温度下其下胚轴长度产生的差异，结合全基因组关联分析(gwas)，分析克隆参与调控生长的温敏基因，进而解析其调控机制。

3. 研究的方法与方案

3.1研究方法：

本研究将测定拟南芥下胚轴伸长的温度敏感程度，进而通过全基因组关联分析(genome-wideassociationstudy,gwas)和新一代测序定位(mapping-by-sequencing)技术鉴定水稻幼苗期耐冷的关键基因并研究其生化功能及调控机制。

3.2技术路线

4. 研究创新点

本研究将应用全基因组关联分析和第二代测序技术方法发掘并克隆拟南芥下胚轴温度敏感相关的关键基因，这大大的缩短了图位克隆基因所需的时间，同时降低了研究成本。

5. 研究计划与进展

5.1研究计划：

针对候选基因寻找突变体；

突变体进行表型验证；

对确定的候选基因，分析不同的突变体导致的下胚轴温敏性差异；

分析研究温度与下胚轴的调控机制。

5.2预期进展：