中國農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生“URP”計(jì)劃立項(xiàng)申請(qǐng)書

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生“URP”計(jì)劃立項(xiàng)申請(qǐng)書項(xiàng)目名稱嫁接黃瓜耐低溫的葉片脂肪酸含量測(cè)定申請(qǐng)人張文娜工作單位中國農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)系電話電子信箱填表日期 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制項(xiàng)目名稱嫁接黃瓜耐低溫葉片質(zhì)膜的脂肪酸含量測(cè)定項(xiàng)目起止時(shí)間2020.1-2020.12項(xiàng)目申請(qǐng)人情況姓名張文娜性別女出生日期1984.4最后學(xué)歷與學(xué)位本科專業(yè)技術(shù)職務(wù)副教授從事專業(yè)蔬菜學(xué)一、項(xiàng)目概況黃瓜(CucumissativusL.)是我國北方設(shè)施栽培主要的蔬菜作物，2017年總栽培面積達(dá)到155840公頃，占世界總栽培面積的58.7%,產(chǎn)量5938萬噸，位于世界首位(FAO,2017)o冬春季節(jié)連續(xù)陰冷天氣，北方反季節(jié)生產(chǎn)中黃瓜常遭遇低溫(<10℃),嚴(yán)重影響黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)，減產(chǎn)重則達(dá)30%,減收約10萬元/公頃，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失⑴。因此，低溫冷害是黃瓜越冬生產(chǎn)中的一個(gè)重要問題。嫁接是日光溫室黃瓜越冬栽培的有效手段，不僅能保持黃瓜栽培品種的優(yōu)良性狀，還顯著提高黃瓜抗病性及抗逆性，尤其是低溫耐受性⑵。在生產(chǎn)上常以黑籽南瓜苗為砧木進(jìn)行嫁接是提高其抗冷性的有效措施能提高抗病抗逆性和產(chǎn)量，提高黃瓜商品價(jià)值。⑶研究報(bào)道，嫁接提高嫁接蔬菜耐低溫的機(jī)制包括四個(gè)研究方面：調(diào)控地上部水分、礦質(zhì)元素、營養(yǎng)物質(zhì)平衡叫改善低溫時(shí)地上部光合及抗氧化能力⑸；提高地上部可溶性物質(zhì)、游離脯氨酸、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量、蛋白質(zhì)含量叫調(diào)節(jié)植株激素平衡⑺。目前研究報(bào)道，逆境脅迫中低溫對(duì)植物的傷害首先發(fā)生在植物細(xì)胞質(zhì)膜⑻，低溫降低降低細(xì)胞膜流動(dòng)性，使其通透性增強(qiáng)，從而改變細(xì)胞器、蛋白質(zhì)酶、核酸構(gòu)象等變化。我們推測(cè)，嫁接主要是維持了低溫逆境中細(xì)胞質(zhì)膜穩(wěn)定性，降低膜脂過氧化和膜蛋白間的聚合，保護(hù)了膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)而緩解低溫脅迫⑼。基于以上研究基礎(chǔ)，本項(xiàng)目擬分析低溫處理黃瓜/南瓜和黃瓜/黃瓜對(duì)照，檢測(cè)黃瓜接穗葉片的細(xì)胞質(zhì)膜脂肪酸含量，從細(xì)胞生物學(xué)層面研究明確黃瓜/南瓜比黃瓜/黃瓜耐低溫的性狀，本研究為揭示嫁接黃瓜耐低溫的細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制提供了研究指引方向和理論基礎(chǔ)。并在此科研訓(xùn)練過程中，鍛煉實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，加強(qiáng)植物生理學(xué)及細(xì)胞生物學(xué)基本技術(shù)及應(yīng)用至生產(chǎn)實(shí)踐中的能力。[11王毅，楊宏福，李樹德.1994.園藝植物冷害和抗冷性的研究[J].園藝學(xué)報(bào),21(3):239-244⑵于賢昌，邢禹賢，馬紅，魏瑯.1998.不同砧木與接穗對(duì)黃瓜嫁接苗抗冷性的影響中國農(nóng)業(yè)科學(xué),31(2):41-47.[3|徐曉的.黃瓜嫁接苗對(duì)低溫脅迫的生理響應(yīng)及分子機(jī)制研究[D].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2016.[4|HuangY,BieZ,HeS,HuaB,ZhenAandLiuZ.2010.ImprovingcucumbertolerancetomajornutrientsinducedsalinitybygraftingontoCucurbitcificifolia.Environmental&ExperimentalBotany.69(1):32-38.[51RosaMR,JuanMR,LuisR.2003.Roleofgraftinginhorticulturalplantsunderstressconditions.Food,AgricultureEnvironment,1(1):70-74LiuJ,LiJ,SuX,XiaZ.2014.Graftingimprovesdroughttolerancebyregulatingantioxidantenzymeactivitiesandstress-responsivegeneexpressionintobacco.Environmental&ExperimentalBotany,107(22):173-179.LiuS,LiH,LvX,AhammedG,XiaX,ZhouJ,ShiK,AsamiT,YuJandZhouY.2016.GraftingcucumberontoluffaimprovesdroughttolerancebyincreasingABAbiosynthesisandsensitivity.ScientificReports.6:20212.ChinnusamyV,ZhuJandZhuJ.2007.Coldstressregulationofgeneexpressioninplants.TRENDSinPlantScience.12.10LeeS,AhnS,ImY,ChoK,ChungQChoBandHanO.2005.Differentialimpactoflowtemperatureonfattyacidunsaturationandlipoxygenaseactivityinfigleafgourdandcucumberroots.Biochemical&BiophysicalResearchCommunications.330(4):1194-1198.二、實(shí)施計(jì)劃及方案(明確各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的具體思路及考核辦法).文獻(xiàn)查找與閱讀項(xiàng)目參加者閱讀本課題組近年來發(fā)表的相關(guān)文章，同時(shí)學(xué)會(huì)引用關(guān)鍵詞以及相關(guān)技術(shù)搜索到相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行閱讀，學(xué)習(xí)撰寫試驗(yàn)方案。考核辦法：學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目研究目的自擬一份實(shí)驗(yàn)方案及技術(shù)路線交給指導(dǎo)教師，由老師考核評(píng)分。.試驗(yàn)方案(1)實(shí)驗(yàn)材料選擇黃瓜接穗苗品種：新泰密刺南瓜砧木品種：日本強(qiáng)力士嫁接方式：頂插接、單子葉靠接、下胚軸(2)低溫處理嫁接黃瓜/南瓜、黃瓜/黃瓜低溫敏感黃瓜與耐低溫南瓜砧木嫁接，嫁接組合包括黃瓜/南瓜、黃瓜/黃瓜，按照不同的嫁接方式嫁接后放置黑暗環(huán)境下促進(jìn)嫁接口愈合，三天后放在弱光條件下生長，一周后嫁接苗進(jìn)行不同時(shí)間4℃低溫處理，處理時(shí)間Oh、6h、24h、3d、6do(2)嫁接黃瓜/南瓜的耐低溫的葉片脂肪酸含量測(cè)定取黃瓜接穗第一真葉0.2g用液氮研磨后轉(zhuǎn)至離心管中，加1ml提取液(用甲醇配制的0.1N鹽酸，含5%的2,2-二甲氧基丙烷)，同時(shí)添加十七碳酸(17:0)作為內(nèi)標(biāo)，在80℃水浴條件下提取90min后冷確至室溫，然后分別先后加入1ml。.5%的NaCl和1.5ml己烷后渦旋30s,在5000rpm離心5min,將分層后的己烷層轉(zhuǎn)移至新的試管中用于脂肪酸的測(cè)定。提取后的脂肪酸，用標(biāo)準(zhǔn)脂肪酸甲酯色譜峰保留時(shí)間分析。采用內(nèi)標(biāo)法對(duì)膜脂脂肪酸組分進(jìn)行定量分析，并計(jì)算膜脂脂肪酸不飽和指數(shù)(IUFA)和膜脂脂肪酸不飽和度。(3)數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計(jì)，報(bào)告撰寫此環(huán)節(jié)將培養(yǎng)項(xiàng)目參加者進(jìn)行試驗(yàn)匯報(bào)交流的能力，提高獨(dú)立思考和動(dòng)手操作能力?？己宿k法：項(xiàng)目參加者定期做進(jìn)展工作報(bào)告，指導(dǎo)教師也將定期與學(xué)生交談，了解實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，解答疑問，在此基礎(chǔ)上對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)定。.結(jié)題驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)束后，整理試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)，按規(guī)定時(shí)間獨(dú)立完成科研論文或書面總結(jié)，及相應(yīng)的研究成果。三、實(shí)施基礎(chǔ)和條件.實(shí)施基礎(chǔ)指導(dǎo)教師張文娜所在課題組一直從事設(shè)施嫁接蔬菜的砧穗互作的生理和分子機(jī)制研究，建立了起成熟的嫁接技術(shù)、細(xì)胞生物學(xué)觀測(cè)、以及嫁接作物抗逆性狀評(píng)價(jià)及觀測(cè)研究體系，并取得了一定的科研成果，具有指導(dǎo)研究生和本科生科研訓(xùn)練的經(jīng)驗(yàn)，能夠保證本實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。申請(qǐng)人為園藝專業(yè)學(xué)生，學(xué)習(xí)過植物學(xué)、生物化學(xué)、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)等相關(guān)課程，有一定的基礎(chǔ)知識(shí)積累，具備基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?xiàng)目進(jìn)行順利性可以得到有效保障。.實(shí)施條件指導(dǎo)教師張文娜所在課題組有相應(yīng)的試驗(yàn)條件以及本次試驗(yàn)所需的所有試劑和儀器，并具備項(xiàng)目所需要的黃瓜品種、南瓜砧木等其他相關(guān)研究材料，可以完全支持本研究涉及的所有試驗(yàn)。另外，我校實(shí)驗(yàn)室有完備的日光溫室和人工氣候室，可以為本研究所需試材提供面積充足且條件良好的種植場(chǎng)所。四、學(xué)生提交的成果1、URP結(jié)題報(bào)告；2、試驗(yàn)過程與結(jié)果的相關(guān)圖