而今迈步从头越: 马铃薯育种跨入“有种”时代

现代栽培马铃薯(Solanum tuberosum)是同源四倍体, 基因组高度杂合, 遗传组成复杂, 存在严重的自交衰退, 优异性状难以聚合, 使得育种周期漫长, 造成基于种子传代的马铃薯杂交育种难以突破。与此同时, 块茎无性繁殖导致马铃薯繁殖系数低、储运成本高和易携带病虫害等痼疾, 且种薯脱毒成本高, 限制其产业化发展。近期, 中国农业科学院深圳农业基因组研究所黄三文团队运用基因组设计理论和方法体系培育杂交马铃薯, 用二倍体育种替代四倍体育种, 实现了用杂交种子繁殖替代薯块繁殖, 创制了第1代高纯度的二倍体自交系和杂种优势明显的杂交马铃薯品系。该研究是马铃薯育种领域里程碑式的重大成果, 开启了基于基因组设计和种子迭代的马铃薯生物育种新纪元。     

马铃薯bHLH转录因子家族全基因组鉴定与表达分析

对马铃薯bHLH转录因子进行全基因组鉴定与表达模式分析,为其生物学功能研究提供借鉴.基于马铃薯基因组数据库和Pfam数据库,运用HMMER对马铃薯bHLH家族成员进行全基因组鉴定,剔除冗余序列后,利用ExPASy和MEME软件对候选序列进行基本理化性质及保守元件分析,并使用MEGA-X软件进行聚类分析;用MG2C和TB...     

马铃薯卷叶病毒（PLRV）基因组研究进展

马铃薯卷叶病毒（ＰＬＲＶ）基因组研究进展张鹤龄（内蒙古大学生物系,呼和浩特０１００２１）关键词马铃薯卷叶病毒,基因组ＴｈｅＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＰＬＲＶＧｅｎｏｍｅＲｅｓｅａｒｃｈＺｈａｎｇＨｅｌｉｎｇ（ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,...     

马铃薯Y病毒属病毒的分子生物学研究进展

马铃薯Y病毒属（Potyvirus）是种类最多的一类植物病毒,现在国际病毒分类委员会（ICTV）承认的成员有168种。它们的病毒粒子都是弯曲线状的,长度在680-900nm,在植物细胞内可以形成圆柱形（风轮状）内含体或卷旋状内含体。基因组为正义单链RNA,翻译时先翻译成多聚蛋白（polyprotein）。本属病毒可由蚜虫传播。Riechmann等曾在1992年介绍过其基因组结构、基因组表达等方面的进展,本文主要介绍1992年以后的研究进展。1基因组结构与功能马铃薯Y病毒属的基因组为正单链RNA,约10,000个核着酸,5’．端具有病毒基因组连接蛋白（VPg）…     

甘蔗宿根矮化病病原菌Leifsonia xyli subsp.xyli 基因组学研究进展

综述甘蔗宿根矮化病病原细菌Leifsonia xyli subsp.xyli(Lxx)基因组组成特征、基因组进化、基因组中致病相关基因与寄主适应性等方面的研究进展,并对该病原茵、引起番茄细菌性萎蔫和溃疡的病原细菌、马铃薯环腐病痛原细菌的基因组和致病相关基因进行比较,发现它们存在同源致病基因,如celA、pat1基因,其致病机理可能有相似性.     

宁夏枸杞与茄科其他植物线粒体基因组的比较与系统进化分析

本研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum)的主栽品种‘宁杞1号’为参照,分别从基因构成、内含子分布、同源共线性、保守基因簇、重复序列,以及系统进化等方面与目前已报道的辣椒(Capsicum annuum)、茄子(Solanum melongena)、马铃薯(S.tuberosum)、番茄(S.lycopersicum)、天仙子(Hyoscyamus niger)和烟草(Nicotiana tabacum)等六种茄科(Solanaceae)植物的线粒体基因组进行比较分析,以进一步了解它们的线粒体基因组在结构组成上的异同和亲缘关系。结果表明,茄科不同植物的线粒体基因组大小差异较大,从413 881 bp(宁夏枸杞)到688 698 bp(马铃薯)不等,基因数量在61～71个,其中的蛋白质编码基因除在宁夏枸杞和辣椒中为单拷贝以外,在茄科其他植物中均出现不同程度的多拷贝现象。宁夏枸杞分别与茄子(16个)、马铃薯(16个)和天仙子(15个)共有较多数量的保守基因簇。通过线粒体基因组重复序列分析发现,宁夏枸杞与辣椒的重复序列数量接近,但宁夏枸杞中的简单重复序列(simple sequenc...     

马铃薯X病毒完整基因组上微卫星分布

本文利用自编计算机程序提取并展示马铃薯X病毒完整基因组(NC_011620.1)上微卫星分布特性。借助MATLAB软件和借用最优完全子图算法,分析NCBI数据库中该基因组(NC_011620.1)微卫星分布特性。结果表明,计算出所有各种N-碱基组(N取1至6)在完整基因组序列上重复出现次数和出现位置,展示它们的分布规律(指数函数),马铃薯X病毒完整基因组(NC_011620.1)上各种N-碱基组最大的重复出现次数随N按指数函数数减少;且呈现出重复出现次数由少到多排序,重复出现次数随序号增加;本文使用的方法,可以系统地应用到其它病毒完整基因组序列微卫星分布特性分析,从而为有效利用微卫星分布特性研究完整基因组的结构和功能、遗传和变异规律提供完整的数据支撑。     

复杂基因组测序技术研究进展

复杂基因组指的是无法使用常规测序和组装手段直接解析的一类基因组,通常指包含高比例重复序列、高杂合度、极端GC含量、存在难消除异源DNA污染的基因组。为了解决复杂基因组的测序和组装问题,需要分别从基因组测序实验方法、测序技术平台、组装算法与策略3个方面进行深入研究。本文详细介绍了复杂基因组测序组装相关的现有技术与方法,并结合复杂基因组经典实例介绍了复杂基因组测序的技术解决途径和发展历程,可为制订合适的复杂基因组测序策略提供参考。     

基因组数据的处理

随着人类基因组计划、小鼠基因组计划、各种微生物基因组计划、水稻基因组计划以及各种动植物基因组计划的顺利实施 ,基因数据不断增加。 1995年第一条全基因组数据 (Ｈａｅｍｏｐｈｉｌｕｓｉｎｆｌｕｅｎｚａｅ ,流感嗜血杆菌全基因组序列 )公布。以ＧｅｎＢａｎｋ收录的基因组数据为例 ,1996年 ,ＧｅｎＢａｎｋ仅收录了 2条全基因组数据 ,1997年就增加到 6条全基因组数据 ,到目前为止 ,ＧｅｎＢａｎｋ已收录了包括大肠杆菌在内的 10条全基因组数据。此外 ,至少有 32条微生物全基因组即将测序完毕 ,不久将收录ＧｅｎＢａｎｋ中[1] 。基因…     

植物抗性基因研究新趋势

多种生物基因组的大规模测序结果表明,抗性基因在基因组上成簇存在,从结构基因组、比较基因组、功能基因组与生物信息学等方面论述了植物抗性基因研究的新趋势。     

马铃薯致病疫霉研究进展

马铃薯致病疫霉(Phytophthora infestans)属卵菌纲(Oomycetes)霜霉目(Peronosporales)腐霉科(Pythiaceae)疫霉属(Phytophthora),是马铃薯和番茄晚疫病病原菌。由于晚疫病对马铃薯生产的毁灭性和严重性,对致病疫霉的研究一直是关注的重点。本文首先对病害引起的症状、发生特点及流行规律进行阐述,对有性生殖发生的遗传规律和多种交配型共存的大环境下病原菌群体结构变异特点进行归纳总结。随着2009年致病疫霉基因组测序的完成,本文比对了疫霉属目前已完成测序各个种的基因组学特点,介绍了致病疫霉在效应子克隆方面的研究进展及线粒体基因组研究现状,阐述了功能基因组学的两个重要技术:高密度遗传连锁图谱(high density linkage mapping)和全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),及其在挖掘致病疫霉重要功能基因上的应用。本文有助于了解致病疫霉研究热点及后续突破方向,可为深入解析致病疫霉的功能基因及致病机制提供参考,对开发马铃薯晚疫病菌药物靶标及预测病害的大规模流行趋势也具有重要意义。     

莴苣花叶病毒浙江余杭分离物基因组全序列及其结构分析

测定了莴苣花叶病毒(LMV)浙江余杭分离物基因组全序列.此病毒分离物基因组由10*!080个核苷酸组成,具典型的马铃薯Y病毒科成员基因组结构,与已报道的欧洲、美国和巴西LMV核苷酸同源性为96.7%～98.8%,氨基酸同源性97.8%～99.0%.根据外壳蛋白氨基酸序列和5′端非编码区核苷酸序列分析比较及分子进化树分析,可将全球LMV分为西欧-加利福尼亚、希腊和也门3个类群.LMV有可能起源于加利福尼亚州向西欧,进而向希腊和也门扩展,浙江余杭LMV有可能来源于加利福尼亚州和西欧.     

面向大规模人群的基因组注释系统

基因组注释是识别出基因组序列中功能组件的过程,其可以直接对序列赋予生物学意义,由此方便研究者探究和分析基因组功能.基因组注释可以帮助研究从三个层次上理解基因组,一种是在核苷酸水平的注释,主要确定DNA序列中基因、RNA、重复序列等组件的物理位置,包括转录起始,翻译起始,外显子边界等具体位置信息.同时可以注释得到变异在不...     

合成型酵母基因组重排技术

基因组的结构变异是生物体表型进化的重要驱动力之一。设计与合成酵母基因组为人工基因组结构变异提供了新途径。人工合成酿酒酵母基因组(Sc2.0)通过系统性地引入重排元件,赋予了基因组柔性可变的功能,可诱导产生 DNA 片段的删除、反转、复制、移位等基因组结构变异。合成型酵母基因组重排技术可实现菌株性状的快速进化,并且为研究基因组结构变异与表型变化间的关系提供了一种快速、全新的方法。综述了合成型酵母基因组重排技术的研究热点和技术进展,并展示了其在创新菌种中的应用价值。     

单细胞自由生物基因组全序列的测定和比较基因组研究

近几年来五种单细胞生物的基因组计划得以完成。本文介绍了从五种生物的全基因组序列获得的一些成果,包括全基因组鸟枪法测序、基因组分析和新比较基因组等三个方面,并对生物基因组计划的研究方法作一些探讨。     

芜菁花叶病毒分子生物学研究进展

芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus,TuMV)是马铃薯Y病毒属(Potyvirus)的一个重要成员, 在世界上分布广泛,主要危害十字花科植物。本文对芜菁花叶病毒的分子生物学相关研究,如基因组结构和功能、株系变异与进化、寄主植物抗性以及抗病毒转基因工程等的研究进展作一阐述。     

昆虫基因组及其大小

昆虫基因组大小是由于基因组各种重复序列在扩增、缺失和分化过程中所致的数量差异造成的。这些差异使得昆虫不同类群间、种间和同种的不同种群间表现出基因组大小的不同。目前有59种昆虫已经列入基因组测序计划, 其中6种昆虫（黑腹果蝇Drosophila melanogaster、冈比亚按蚊Anopheles gambiae、家蚕Bombyx mori、意大利蜜蜂Apis mellifera、埃及伊蚊Aedes aegypti和赤拟谷盗Tribolium castaneum）的全基因组序列已经报道。有725种昆虫的基因组大小得到了估计, 大小在0.09~16.93 pg （88~16 558 Mb）之间。本文还介绍了昆虫基因组大小的估计方法, 讨论了昆虫基因组大小的变化及其意义。     

乳酸菌基因组学研究进展

乳酸菌广泛应用于食品发酵工业中,其中有些菌种是重要的益生菌。目前,对乳酸菌的研究已从最初的形态学研究进入到了分子水平的研究。乳酸菌全基因组测序研究已在全球展开。乳酸菌基因组研究有助于揭示乳酸菌的遗传和代谢机制,加速重要益生功能基因的挖掘,同时为乳酸菌的应用提供众多可能性。本文就乳酸菌基因组研究的概况、重要乳酸菌基因组、乳酸菌的功能基因组以及比较基因组进行了综述。     

一个引起玉米矮花叶病的甘蔗花叶病毒基因组全序列测定及其结构分析

测定了从浙江省呈现矮花叶病症状的玉米上分离得到的一个马铃薯Y病毒属病毒RNA的核苷酸全序列. 该病毒分离物的RNA基因组由9596个核苷酸组成(不包括polyA尾). 单一的ORF由9192个核苷酸组成, 编码一个分子量为346.1 ku的聚合蛋白. 该蛋白结构特征与高粱花叶病毒(SrMV)中国甘蔗分离物和一个玉米矮花叶病毒(MDMV)保加利亚分离物基因组编码的蛋白非常相似. 序列分析表明, 该病毒分离物与甘蔗花叶病毒(SCMV)各分离物(已报道的仅为基因组3′末端序列)同源性最高, 与SrMV和MDMV同源性次之, 而与约翰逊草花叶病毒(JGMV)同源性最低. 根据马铃薯Y病毒属区分不同病毒和株系的分类标准, 报道的玉米病毒分离物应当鉴定为SCMV的一个株系. 然而, 该分离物在HC-Pro, P3和CI蛋白区域和SrMV中国甘蔗分离物具有极高的氨基酸同源性.     

人类基因组的研究进展

人类基因组的研究进展达来内蒙古大学生物学系,呼和浩特,０１００２１）人类基因组计划是１９９０年１０月正式实施的为期１５年耗资３０亿美元的宏伟工程。它的任务是完成高精度的人类基因组遗传学图谱和物理图谱,测定人和几个模式生物的基因组ＤＮＡ序列,是广泛的国...