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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- RFC3對(duì)擬南芥抗性生長和花器官發(fā)育的調(diào)控作用研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本項(xiàng)目的研究目的在于系統(tǒng)深入地研究RFC3在擬南芥的抗逆生長和花器官發(fā)育中的重要生理功能及其作用機(jī)制，從組織、細(xì)胞、分子和進(jìn)化水平解釋其在花器官發(fā)育和抗逆境中的功能，為最終完整理解擬南芥的復(fù)雜生物學(xué)特性，建立參考系統(tǒng)以加深對(duì)其他植物相關(guān)信息的認(rèn)識(shí)和理解奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本試驗(yàn)?zāi)苓M(jìn)一步豐富擬南芥的功能基因組學(xué)知識(shí)，對(duì)最終完整認(rèn)識(shí)開花植物的復(fù)雜生物學(xué)特性具有重要的指導(dǎo)意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 復(fù)制因子C（replication factory C,RFC）首先是從人類Hela細(xì)胞（宮頸癌細(xì)胞）提取物中純化的，是DNA體外復(fù)制的必需因子，并且RFC復(fù)合蛋白作為一個(gè)整體，其在DNA復(fù)制和修復(fù)及細(xì)胞分裂增殖和抗逆生長中起著的重要功能。但是，植物中有關(guān)RFC功能研究進(jìn)展緩慢，與當(dāng)今功能基因組時(shí)代生物科學(xué)的飛速發(fā)展極不相稱。本項(xiàng)目在研究對(duì)一個(gè)擬南芥突變基因——RFC亞基3編碼基因（RFC3)進(jìn)行圖位克隆的基礎(chǔ)上，通過野生型基因?qū)ν蛔凅w的抗逆生長中起著的作用，通過突變體與野生型的花器官特性分析，可以進(jìn)一步探討RFC亞基3對(duì)擬南芥生長發(fā)育的調(diào)控作用。其調(diào)控作用，研究成果可望進(jìn)一步豐富擬南芥的功能基因組學(xué)的認(rèn)識(shí)，對(duì)于最終完全理解擬南芥的復(fù)雜生物學(xué)特性，建立參考系統(tǒng)以加深對(duì)其他植物如南方主要糧食作物——水稻等相關(guān)信息的認(rèn)識(shí)和理解，最終完整認(rèn)識(shí)開花植物的復(fù)雜生物學(xué)特性具有重要意義。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本項(xiàng)目的研究目的在于系統(tǒng)深入地研究RFC3在擬南芥的抗逆生長和花器官發(fā)育中的重要生理功能及其作用機(jī)制，從組織、細(xì)胞、分子和進(jìn)化水平解釋其在花器官發(fā)育和抗逆境中的功能，為最終完整理解擬南芥的復(fù)雜生物學(xué)特性，建立參考系統(tǒng)以加深對(duì)其他植物相關(guān)信息的認(rèn)識(shí)和理解奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本試驗(yàn)?zāi)苓M(jìn)一步豐富擬南芥的功能基因組學(xué)知識(shí)，對(duì)最終完整認(rèn)識(shí)開花植物的復(fù)雜生物學(xué)特性具有重要的指導(dǎo)意義。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1.以往有關(guān)RFC3的研究主要集中在動(dòng)物系統(tǒng)中.本項(xiàng)目以擬南芥突變體rfc3來研究植物RFC亞基3的生物學(xué)功能，目前未見報(bào)道。 2.本項(xiàng)目所采用的突變體rfc3在根葉生長上具有很明顯的表型如葉片較小等，并存在早花現(xiàn)象等。通過rfc3與擬南芥生長的一些突變體的雜交，對(duì)RFC3與這些基因的相互作用及其對(duì)植物抗性生長及花器官發(fā)育的影響的分析，可望在植物中首次揭示RFC3調(diào)控植物生長發(fā)育的內(nèi)在機(jī)理。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本試驗(yàn)為最終完整理解擬南芥的復(fù)雜生物學(xué)特性，建立參考系統(tǒng)以加深對(duì)其他植物相關(guān)信息的認(rèn)識(shí)和理解奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。并能進(jìn)一步豐富擬南芥的功能基因組學(xué)知識(shí)，對(duì)最終完整認(rèn)識(shí)開花植物的復(fù)雜生物學(xué)特性具有重要的指導(dǎo)意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 已發(fā)表論文“擬南芥復(fù)制因子C亞基3基因突變削弱了植物對(duì)紫外輻射的抗性”摘要 復(fù)制因子C包含1個(gè)大亞基和4個(gè)小亞基，是一個(gè)在DNA復(fù)制、損傷修復(fù)和細(xì)胞增殖中發(fā)揮作用的重要因子。擬南芥復(fù)制因子C亞基3 (AtRFC3)是4個(gè)小亞基中的一個(gè)。在前期以EMS (甲基磺酸乙酯)篩選更多抗生物和非生物逆境的突變體試驗(yàn)中，我們找到了一個(gè)從G到A的點(diǎn)突變體——rfc3-1，該點(diǎn)突變突變削弱了植株抗紫外輻射的能力。將野生型擬南芥復(fù)制因子C亞基3基因轉(zhuǎn)化到突變株rfc3-1后恢復(fù)了突變株的野生型表型，證明紫外輻射抗性異常表型是由擬南芥復(fù)制因子C亞基3基因突變所引起的，AtRFC3在擬南芥紫外輻射抗性中起重要作用。
獲獎(jiǎng)情況
- 擬南芥復(fù)制因子C亞基3基因突變削弱了植物對(duì)紫外輻射的抗性。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009,35（6）：606～610 作品“復(fù)制因子C亞基3編碼基因突變對(duì)擬南介抗紫外線生長的影響”在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)第八屆“求真杯”大學(xué)生科技作品競賽中榮獲三等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- RFC3基因的突變引起了突變體rfc3對(duì)紫外線輻射和有毒物質(zhì)的抗性比野生型弱.引起了突變體rfc3花瓣的長度、寬度和面積與野生型相比有顯著差異。引起了突變體rfc3早花和種子的敗育現(xiàn)象
參考文獻(xiàn)
- 1. Xia S, Xiao L, Gannon P, Li X. RFC3 regulates cell proliferation and pathogen resistance in Arabidopsis. Plant Signal & Behavior, 2010, 5(2): 168~170 2. Shitou Xia , Zhaohai Zhu , Lin Hao , Jin-Gui Chen , Langtao Xiao , Yuelin Zhang , Xin Li. Negative Regulation of Systemic Acquired Resistance by Replication Factor C Subunit 3 in Arabidopsis. Plant Physiology, 2009, 150:2009~2017 3. 夏石頭, 匡勇, 蕭浪濤. 擬南芥復(fù)制因子C亞基3在黃化苗下胚軸伸長生長中的作用. 植物生理學(xué)通訊, 2009,45(10):991～994 4. Xia Shi-tou, Xiao Lang-tao, Bi Dong-lin, Zhu Zhao-hai. Arabidopsis replication factor c subunit 1 plays an important role in embryogenesis. Journal of Plant Physiology and Molecular Biology, 2007, 33 (3), 179~187
同類課題研究水平概述
- 擬南芥(Arabidopsis thaliana)自20世紀(jì)90年代開始成為遺傳學(xué)、分子生物學(xué)特別是發(fā)育分子生物學(xué)研究領(lǐng)域的首選模式植物。RFC(replication factor C)最初是在20世紀(jì)80年代末從人類Hela細(xì)胞提出物中純化的，是猿病毒40(SV40)DNA體外復(fù)制的必需因子。后來研究發(fā)現(xiàn)，RFC的五個(gè)亞基，一個(gè)大亞基(RFC140／RFC1)，四個(gè)小亞基(RFC37／RFC2，RFC36／RFC3，RFC40／RFC4，RFC38／RFC5)在人類、酵母(Saccharomyces cerecvisiae)等很多真核生物中都存在。RFC作為一個(gè)整體，其在DNA復(fù)制和修復(fù)中的重要功能也逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。但植物中有關(guān)RFC的研究進(jìn)展緩慢，直到2003年，F(xiàn)urukawa等才通過同系物克隆在水稻中成功分離了OsRFC的5個(gè)亞基：OsRFC1，OsRFC2，OsRFC3，OsRFC4和OsRFC5。但是，這也只限于其分子特性和表達(dá)部位分析，由于未能得到相應(yīng)的突變體植株，所以難以進(jìn)行RFC的功能研究。原因是RFC是DNA復(fù)制必需因子，其編碼基因突變很可能導(dǎo)致植株死亡。雖然擬南芥全部基因組序列已經(jīng)在2000年底公布，但到目前為止，國內(nèi)外尚未見有關(guān)擬南芥RFC的研究報(bào)道。因此，在當(dāng)今功能基因組時(shí)代，深入研究擬南芥RFC的功能，RFC各亞基的分子特性和生物學(xué)功能，從組織、細(xì)胞、分子和進(jìn)化水平解釋其在生長發(fā)育和抗逆境中的功能，對(duì)于最終完整理解擬南芥的復(fù)雜生物學(xué)特性，建立參考系統(tǒng)以加深對(duì)其他植物相關(guān)信息的認(rèn)識(shí)和理解具有重要的意義。
