项目 名称 | 一种紫杉醇转基因抗癌茶树品种的选育 | ||||||||||||||
所属 学科 | 学科一级门： | 学科二级类： | |||||||||||||
申请 金额 | 起止年月 | ||||||||||||||
负责人 姓名 | 性别 | 民族 | 出生年月 | ||||||||||||
学号 | 联系 电话 | 手机: | |||||||||||||
指导 教师 | 联系 电话 | 手机: | |||||||||||||
负责人曾经参与科研的情况 | 在植物转基因方向中有丰富的理论储备与实践经验。 | ||||||||||||||
指导教师承担科研课题情况 | 主持国家自然科学基金，湖南省自然科学基金，湖南省教育厅科学研究项目等多项国家及省部级项目，到位科研经费100余万元。获授权发明专利5项；发表科研论文20余篇。 | ||||||||||||||
指导教师对本项目的支持情况 | 指导教师将提供完成本项目所需要的实验场地、设备及试剂耗材等；同时组织、指导本项目实验内容的完成，论文的撰写及专利的申报等工作。 | ||||||||||||||
项 目 组 主 要 成 员 | 姓 名 | 学号 | 专业班级 | 所在学院 | 项目中的分工 | ||||||||||
（一）项目简介 茶叶源于中国，中国的茶叶种植与使用历史十分悠久。在历史上，茶叶曾被用作祭品、菜食、药物、饮料等，是中国的一种重要农产品。如今，茶叶在全球各地都十分风靡，成为了世界三大饮料之一。对于消费者来说，茶叶的提神醒脑、抗氧化、抗衰老等保健功效是较被看重的，这些保健功效有赖于茶叶中丰富的茶多酚类、植物碱、蛋白质、氨基酸、维生素、果胶素、有机酸、脂多糖、糖类、酶类等。但是，目前全球各地对于将茶叶直接用于临床癌症的研究与茶叶转基因的研究还处于十分的初级、有限的地步。本项目尝试通过农杆菌转化法选育出一种可产生紫杉醇的茶树品种，直接用于癌症患者的日常保健与辅助。 （二）研究目的 针对茶叶尚未被直接用于癌症的临床的现状，本项目拟通过农杆菌转化法，选育出一种可产生紫杉醇并能直接用于癌症患者的保健与临床的茶树品种。 （三）研究内容 通过农杆菌转化法，选育出一种可在嫩叶中产生适量紫杉醇的茶树品种，直接用于癌症患者的保健与临床： 1.农杆菌的改造 由生物技术公司将在植物叶片中特异性表达的启动子、红豆杉中提取出的合成紫杉醇的相关基因与GUS报告基因等插入到农杆菌的T-DNA区。 2.农杆菌转化茶树 在茶树根部切割出大小适合的伤口，使农杆菌侵染植物伤口进入细胞，并将其T-DNA插入植物基因组。 3.转基因茶树的组织培养与种植 将茶树根部被农杆菌转化的部位切除，通过植物组织培养的方法得到大量转基因茶树植株，经过渡后种植在茶叶种植基地中。 4.紫杉醇合成相关基因表达的组织化学定位与紫杉醇含量测定 将一部分茶树幼苗用于染分析GUS报告基因的表达情况，初步判断紫杉醇合成相关基因的表达情况；再在幼苗各部位取样，通过高效液相谱法测定各部位的紫杉醇含量。 5.实地种植条件下转基因茶树的紫杉醇含量测定 采集基地培养一年的茶树植株的部分嫩叶，通过高效液相谱法测定各植株的紫杉醇含量，选取其中含量最高的植株继续组织培养并用于后续实验。 6.转基因茶叶的加工与紫杉醇含量测定 将培养三年的紫杉醇高含量茶树植株的部分嫩叶制成茶叶，通过高效液相谱法测定嫩叶与绿茶中的紫杉醇含量。之后，分别用65、70、75、80、85、90、95℃的饮用水按1:50的茶水比例冲泡，测定各组的紫杉醇含量，研究冲泡温度对紫杉醇含量的影响。 7.转基因茶叶的抗肿瘤效果动物实验 购买一批免疫缺陷小鼠，将一半小鼠作为非诱导组，另一半小鼠接种人源的胃癌细胞系诱导胃癌建立CDX模型，设置饮用水组、普通茶叶水组与转基因茶叶水组，并将小鼠随机、平均地分配到各组中。将普通绿茶与制得的转基因绿茶按1：50的茶水比例用饮用水冲泡分别供普通茶叶水组与转基因茶叶水组小鼠饮用。之后定期通过CT、采血等方式评估转基因茶叶水对小鼠胃癌的抗癌效果与转基因茶叶水对小鼠的副作用。 8.转基因茶叶的人体临床实验 在动物实验成功的基础上，招募大量志愿者进行双盲实验。 （四）国、内外研究现状和发展动态 茶叶本身的保健功能成分十分丰富，含有丰富的茶多酚类、植物碱、蛋白质、氨基酸、维生素、果胶素、有机酸、脂多糖、糖类、酶类等，这对推动其全球市场的发展起到了很大的作用。但与此同时，癌症患者普遍对放疗、化疗有着不同程度的、多方面的担忧，而且市场上没有可供癌症患者作为日常饮食的抗癌药物，这对于癌症患者的生活质量与生命安全来说仍然是较大的威胁。 2021年5月，我国科学家通过对南方红豆杉进行全基因组测序，首次组装成功了染体级别的高质量参考基因组，揭示了抗癌药物紫杉醇生物合成的遗传基础。2021年7月，我国科学家的研究公布了超大复杂基因组裸子植物南方红豆杉染体水平基因组及代谢组和转录组数据。 根据市场需求与国内外现有研究基础，我们提出了转基因茶叶直接用于癌症患者的日常保健与辅助。 （五）创新点与项目特 创新点： 针对茶叶尚未被直接用于癌症的临床的现状，本项目拟通过农杆菌转化法，选育出一种可产生紫杉醇并能直接用于癌症患者的保健与临床的茶树品种。 项目特： 在我国整体癌症发病率持续上升，癌症负担沉重的大背景下，本项目拟选育出一种可产生紫杉醇并能直接用于癌症患者的日常保健与临床的茶树品种，解决癌症患者日常生活与临床中面临的现实难题，具有重要的社会价值和经济意义。 （六）研究方案、拟解决的问题及预期成果 研究方案： 本项目的研究方案如下： 拟解决问题： 1.尚无癌症患者作为日常饮食的抗癌药物可供借鉴。 2.紫杉醇由于本身水溶性较差，口服效果不佳，可通过特殊加工工艺进行结构修饰等手段提高其水溶性。 预期成果： 选育出一种可产生紫杉醇并能直接用于癌症患者的日常保健与临床的茶树品种，并初步探索其分子机制，在国外核心期刊发表论文一篇、申报发明专利一项。 （七）项目研究进度安排 2022年11月-2023月1月 1.项目所需文献资料、仪器设备、药品试剂等相关工作的前期准备 2.农杆菌的改造 2023月2月-3月 1.茶树转基因品种的培育 2.幼苗中紫杉醇合成相关基因表达的组织化学定位与紫杉醇的含量测定 3.茶树的基地种植 2023年4月-2024年3月 1.茶树的日常维护 2.论文的初步构思与写作 2024年4月 1.对生长一年的茶树进行紫杉醇含量测定 2.扩大培养紫杉醇含量最高的植株 2024年5月-2026年3月 1.茶树的日常维护 2.进行第二批次的品种选育 2026年4月-2026年9月 1.转基因茶叶的加工 2.小鼠胃癌模型的动物实验 3.分析动物实验结果， 2026年10月-2027年10月 1.招募志愿者进行人体临床实验 2.撰写论文并发表 3.申报专利 （八）项目已有基础 1.熟练掌握转基因、培养茶树的相关方法与技术； 2.相关的实验设备、试剂、材料基本齐全，前期准备较为充分； 3.拥有基本的实验操作技能与科研创新思维； 4.具备进行实验研究的场所。 |
本文发布于:2024-09-22 20:25:05，感谢您对本站的认可！
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