表观遗传学实验设计

“本科教学工程”国家级大学生创新创业训练计划项目申报书项目名称：高山离子芥寒冷胁迫下基因甲基化水平研究项目完成人：丁天伦项目指导教师：宋渊项目总负责人：冯虎元教授所在学院（公章）：生命科学学院起止时间：2014年6月至2015年3月2兰州大学教务处制填报说明一、填写申报书之前，项目团队所有成员和指导老师应仔细阅读《兰州大学“本科教学工程”国家级大学生创新创业训练计划管理办法（试行）》，严格按照有关规定执行。鼓励学生跨专业申报项目，促进不同学科之间的交叉融合。二、项目类别及简述创新训练项目是本科生个人或团队，在导师指导下，自主完成创新性研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、成果（学术）交流等工作。创业训练项目是本科生团队，在导师指导下，团队中每个学生在项目实施过程中扮演一个或多个具体的角色，如编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、参加企业实践、撰写创业报告等。创业实践项目是学生团队，在学校导师和企业导师共同指导下，采用前期创新训练项目（或创新性实验）的成果，提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务，以此为基础开展创业实践活动。三、项目完成人根据实际情况填写2-3人（创业实践项目一般3-5人）；如项目完成人来自不同学院，“项目总负责人”一栏必须为第一完成人所在学院主管教学院长，“所在学院”一栏填写项目第一完成人所在的学院。四、申报书请如实填写，表达明确严谨。所需签字之处，必须由相应人员亲笔签名。如有弄虚作假现象，一经核实，将按照撤项处理。五、项目实施时间的起止年月一般按学年填写，每个项目原则上在1或2年内完成，以一年为一阶段。申报书的各项内容，要实事求是，表达要明确、严谨。第一次出现的缩写词，需注出全称。六、项目及子项目经费预算中的科目名称可根据预算情况填写实验耗材、药品、试剂、图书资料、实地调研，参加校内外会议，生产采购、仓储运输、广告营销，场地租赁等。七、在线申报的同时，需同时提交纸质版，以便立项后归档。要求用A4纸填写或打印（签字之处不得打印），于左侧装订成册。可网上下载、自行复印或加页，但格式、内容、大小均须与原件一致。电子版填表字体用小四号宋体，单倍行距，一式一份（备存）。八、所列各项内容不能简单标注“见附件”，否则视为不合格。备注：创业训练项目及创业实践项目在申请时需一并提交创业计划书。3项目名称高山离子芥寒冷胁迫下基因甲基化水平研究项目类型√□创新训练□创业训练□创业实践项目所属一级学科生物科学类项目所处阶段（仅创业实践项目）□开发阶段□成长阶段□成熟阶段申请经费0.80万元（保留小数点两位）起止时间2014年6月至2015年3月申请团队（排名顺序为负责人先后顺序）姓名性别学号学院及专业（填写全称）联系电话E-mail丁天伦男320110922441萃英学院生物萃英班[e-mail]校内指导教师（多个老师可复制）姓名宋渊职务/职称教授电话E-mail单位兰州大学生命科学学院校外指导教师（没有可不填）姓名职务/职称电话E-mail单位一、项目简介（严格控制在200字内）高山离子芥(ChorisporabungeanaFisch.etMey)是一种典型的高山冰缘植物，具有很强的抗冻性，是研究子叶植物适应冷冻环境分子机制的理想材料，随着人口数目的不断增加，在高海拔地区进行粮食作物的种植是解决“粮食慌”的一个有效的办法，然而高海拔地区的恶劣的环境是导致作物产量极低的原因，为了解决这一问题，我们计划通过表观遗传学的方法将高山离子芥在常温与低温中的基因甲基化程度进行分析，以为之后的研究缩小基因筛选的范围，同时提供理论依据。二、项目创新点（严格控制在100字内）以往的实验大部分将低海拔的作物种植在高海拔出，并进行相应的观察。我们反过来设计实验，将本为种植在高海拔的高山离子芥分别在常温与高寒两种条件下进行培养，检测叶与花中的基因甲基化程度。4三、申请理由（可另附页。1500字左右，包括项目实施目的、背景、内容、自身/团队具备的知识、条件、特长、兴趣、前期准备，以及参加哪些科技事件创新活动和取得的成绩等。需对项目可行性分析作专门论述，背景分析、成本分析、社会效益或经济效益分析等。）实施目的国家级创新创业计划为学生，尤其是学习基础学科的本科生提供了走进实验室，了解前沿技术的契机。通过大学两年的学习，团队成员通过大量的课外阅读，逐步确立了对于神经生物学的兴趣。本次申请国家级创新训练项目，希望把自身的理论知识付诸于实践，在增强实验操作能力的同时感受科研的氛围，了解更加前沿的实验方法和研究过程，在自主学习中成长，在互动分享中成长，在合作奉献中成长，在创新进取中成长。项目实施背景及内容表观遗传学作为21世纪的明星学科，自上个世纪末以来就得到了越来越多国家的关注和重视。作为对遗传物质的表达调控的研究，表观遗传学对达尔文的遗传体系提出了挑战。表观遗传学中最重要的一个领域就是DNA甲基化，它可以根据环境变化调节基因的表达与沉默，并最终改变表型，是的生物体更加适应环境。随着世界人口的增长，粮食的需求量急速增长，高海拔地区大片的非农田地区成为了农业发展的方向。但是高海拔地区中极低的温度成为了使作物产量的处在较低水平的最大的限制条件。高山离子芥是一种典型的高山冰缘植物，具有很强的抗冻性，是研究子叶植物适应冷冻环境分子机制的理想材料，将高山离子芥在常温与低温下培养，观察其差异，从而初步了解高山离子芥抗冻形状基因水平上的大体情况，并为之后的研究提供一定的理论依据。团队资历本团队由兰州大学生命科学学院宋渊老师指导，兰州大学萃英学院生物班大四学生丁天伦博负责项目的具体策划和实施。其中团队成员丁天伦在经过了大学两年的学习之后，对包括细胞生物学、分子生物学、生物化学、微生物和动植物学在内的生物专业的基础知识和常用的实验方法都有了一定的了解，萃英基金支持项目“探究MicroRNA在CRP合成中的影响”、“中药甘肃刺五加药理研究”均已立项），已经具备了参加国家及创新创业项目的理论和实践能力。可行性分析1．目前对于高山离子芥的培养体系已经较为成熟，如高山离子芥的培养条件、光照时间等条件2．在实验室中可以使用甲基转移酶法测定基因组甲基化程度3．实验室中可以使用甲基化敏感性限制性内切酶法进行甲基化的检测4．实验室具有先进的仪器设备，所需药品也都齐全，实验所需的人力物力资源均已到位。5四、项目方案（可另附页。1500字左右，包括目标任务，技术路线或运作模式，行动方案，以及人员分工和资源整合等。）目标任务对比常温与低温下高山离子芥基因组甲基化程度的差异。技术路线1.使用甲基转移酶法比较两种处理下植物基因组整体甲基化水平的变化；2.使用甲基化敏感性限制性内切酶的方法处理两种植物的基因组DNA；3.电泳将甲基化敏感性限制性内切酶处理过的基因组进行分离，将不同的片段进行测序以及比对，得到相关基因。行动方案1.高山离子芥的培育利用实验室已有高山离子芥品系分成等量两组进行培养，分别标记为A、B两组，将A组置于0℃下培养，将B组置于15℃下进行培养，培养1个月。2.进行甲基化水平的初步检测与1个月时去部分高山离子芥进行甲基转移酶法进行整体甲基化水平的检测，比较两种条件下高山离子芥DNA甲基化程度的差异。3.使用甲基化敏感性限制性内切酶法处理两组高山离子芥基因组DNA。4.通过电泳获得不同的DNA条带，比较两组条带之间的差距。5.分离有差异的条带，进行测序以及序列比对，并进行功能预测。6.记录实验结果，归纳现象，数据处理并讨论结果，得出结论。五、项目完成预期成果（可另附页。500-1000字，请简述：专著或编著、调研或实验报告、论文篇数及论文级别，或专利、设计、产品、服务、公司性质及规模、社会融资或风险投资、营业额和利润额等。）实验预期的可能结果：1.低温可能诱导一些特定的基因的表达，也可能抑制一些基因的表达，所以在甲基化没检测基因组甲基化水平时可能得到三种结果：低温甲基化水平高、两种情况甲基化等量、常温甲基化水平高。2.得到一定数量的在在温度不同下的甲基化情况不同的基因3.初步分析得到的基因的功能。6七、项目成员及学校导师承诺在获得立项后，本人将与项目组成员团结一致，努力做好该项目的研究及实施工作，实现制定的目标。如果因主观原因导致项目执行不力，未达到预期目标，本人与项目组成员愿意承担相应损失，并接受学校相应处理。项目成员签名：指导教师签名：年月日年月日八、经费预算科目名称预算经费（单位：万元）备注（预算依据与具体说明）实验耗材0.1杂交小鼠的选育及饲养药品0.6荧光染料孟加拉红、噻嗪红，抗体iba-1的购置试剂0.1PBS、麻醉剂以及一些常规试剂7九、项目审批校内导师意见（需附具体的指导计划）：签名：年月日校外导师意见(如无，可不填)（如有，可附具体的指导计划）：签名：年月日学院初步评审及推荐意见：签名：盖章年月日学校专家评审意见：负责人签名：盖章年月日学校立项意见：签名：盖章年月日