低温胁迫下番茄玉米黄质环氧化酶基因的表达和功能研究的开题报告.docx

低温胁迫下番茄玉米黄质环氧化酶基因的表达和功能研究的开题报告

一、研究背景及意义

番茄（Lycopersiconesculentum）是全球重要的蔬菜作物之一，也是人们日常饮食中不可缺少的食品。然而，番茄的生长与发育受温度的影响很大，低温是番茄生长的重要限制因素之一。低温胁迫不仅会影响番茄植株的形态和生长速度，而且会促进脂质和蛋白质氧化，导致番茄品质下降和减产。

番茄中的黄质是一种重要的营养物质，其主要成分为番茄红素和玉米黄质。黄质具有抗氧化、抗癌、预防心血管疾病等保健功效，因此在近年来备受关注。黄质的合成过程需要依赖黄质环氧化酶（zeaxanthinepoxidase，ZEP），低温胁迫会降低ZEP基因的表达水平，从而影响黄质的合成。因此，研究ZEP基因在低温胁迫下的调控机制和功能，对于理解番茄黄质合成和适应低温环境的分子机制具有重要意义。

二、研究内容及方法

本研究拟采用番茄“MoneyMaker”品种作为材料，将植物在低温条件下处理，并采集处理前后的叶片组织，通过实时荧光PCR技术分析ZEP基因的表达情况。

同时，采用RNAi技术抑制ZEP基因的表达，构建ZEP基因敲除突变体，通过比较敲除突变体和野生型（WT）植株的黄质含量，明确ZEP基因在黄质合成中的功能。

最后，利用基因芯片技术分析低温条件下番茄基因表达谱的变化，从中筛选出与低温适应相关的信号通路和调控因子，以揭示黄质合成和低温适应的分子机制。

三、研究预期结果

本研究旨在解析低温胁迫下番茄ZEP基因的表达调控机制和功能，并揭示番茄低温适应的分子机制。预计能够得到以下几点研究成果：

1.明确低温胁迫对番茄ZEP基因表达水平的影响，探究ZEP基因调控黄质合成的分子机制；

2.建立ZEP基因敲除突变体，明确ZEP基因在黄质合成中的功能；

3.分析番茄在低温适应过程中基因表达谱的变化，筛选出与低温适应相关的基因和信号通路，揭示其中的调控机制；

4.对番茄低温适应机制进行初步探究，为进一步揭示植物在低温胁迫下的适应机制提供新的思路和理论基础。