甘蓝型油菜自交不亲和分子机理的初步研究的任务书.docx

甘蓝型油菜自交不亲和分子机理的初步研究的任务书
任务书
一、研究背景
甘蓝型油菜（BrassicanapusL.）作为优质植物油的主要来源之一，在种植面积和产量上均占据重要地位。然而，甘蓝型油菜自交不亲和现象一直存在，严重影响了其育种进展。自交不亲和是指在同源亲本中，当雌雄生殖细胞联合时，导致后代出现明显的衰退，丧失其正常生长和发育能力。目前已有多种假说和理论揭示了自交不亲和现象的发生机理，但是仍缺乏深入的科学解释和证明。
在此背景下，开展甘蓝型油菜自交不亲和分子机理的研究具有重要的意义。通过深入研究甘蓝型油菜自交不亲和的机制及其调控方式，有望为进一步研发规避自交不亲和品种提供理论基础和技术支撑，推动甘蓝型油菜的产业化和可持续发展。
二、研究目的
本研究旨在探究甘蓝型油菜自交不亲和发生的分子机理，明确自交不亲和与遗传、表观和环境等因素的相互关系，为解决自交不亲和提供新的科学依据和技术支撑。
具体研究目标如下：
1.确定自交不亲和的自花授粉结果，测定附着于花药和柱头上的花粉数，比较自交与异交后代生长和发育的差异。
2.利用全转录组分析技术研究自交不亲和品系自授和拟异授交后不同表达基因，分析其在甘蓝型油菜自交不亲和过程中的作用。
3.采用GSTpulldown法等技术筛选满足特异蛋白质结合模式的自交不亲和蛋白，分析其功能及作用机制。
4.综合考虑DNA甲基化水平、染色质重构和非编码RNA的表达情况等因素，探究自交不亲和遗传调控层面。
5.构建甘蓝型油菜自交不亲和抗性品种的策略和方法，为提高甘蓝型油菜产量和质量提供新的科学思路和技术突破。
三、研究方法
1.自授和拟异授交试验
选取不同自交不亲和程度的甘蓝型油菜品系，进行自授和拟异授交实验，测定附着于花药和柱头上的花粉数，比较自交和异交后代生长和发育差异。同时，对自交后代进行症状观察和形态特征测量，比较其与异交后代的差异。
2.全转录组分析
采用RNA-Seq技术对自交不亲和品系的自发和拟异交后代种子进行转录组分析，筛选出在两组样品之间显著差异的基因，进一步挖掘其生物学功能和调控机制。
3.GSTpulldown法
构建与已知高度关联的蛋白基质相对应的GST融合蛋白，利用GSTpulldown法筛选出特异蛋白质结合模式的自交不亲和蛋白，并研究其作用机制和影响因素。
4.遗传调控分析
利用甲基化敏感限制酶和基因芯片技术测定DNA甲基化水平，采用荧光原位杂交技术研究染色体重构情况，测定非编码RNA的表达水平等多种方法，分析自交不亲和遗传调控层面的因素和机制。
5.构建甘蓝型油菜自交不亲和抗性品种
基于以上研究成果，结合现有的育种技术，探索可行的甘蓝型油菜自交不亲和抗性品种策略，为提高产量和抵御病虫害等方面的需求提供实用的科技方案。
四、研究预期结果
通过本研究，预期达到以下几个方面的科研成果：
1.揭示甘蓝型油菜自交不亲和发生的分子机理。
2.确定自交不亲和的自花授粉结果，测定附着于花药和柱头上的花粉数，深入比较自交和异交后代生长和发育的差异。
3.确定甘蓝型油菜自交不亲和蛋白，并且分析其功能及作用机制。
4.综合分析DNA甲基化水平、染色质重构和非编码RNA的表达情况等多种遗传调控因素，探究自交不亲和的遗传调控机制。
5.开发甘蓝型油菜自交不亲和抗性品种的策略和方法，为提高甘蓝型油菜的产量和质量提供科学依据和技术支撑。
五、研究进度安排
本研究计划为期2年，预计按照以下进度安排进行：
第一年：
1.利用全转录组分析技术研究自交不亲和品系自授和拟异授交后不同表达基因。
2.采用GSTpulldown法等技术筛选满足特异蛋白质结合模式的自交不亲和蛋白。
3.构建甘蓝型油菜自交不亲和抗性品种的策略和方法。
第二年：
1.确定自交不亲和的自花授粉结果，测定附着于花药和柱头上的花粉数，比较自交与异交后代生长和发育的差异。
2.综合考虑DNA甲基化水平、染色质重构和非编码RNA的表达情况等因素，探究自交不亲和遗传调控层面。
3.完成最终报告的撰写和总结。
六、研究经费预算
本研究涉及人员、设备、耗材等多项经费。其中，人员经费约120万元，设备经费约60万元，耗材经费约40万元，共计220万元。研究经费主要来源于国家自然科学基金、教育部科技发展中心等项目资助，同时甘蓝型油菜育种企业也将提供支持。通过全面合理使用经费，达到科学研究和技术创新的目标，提高资源利用效率和经济效益。