研发动态

中国烟草基因组数据库(1.0版)开放运行中国烟草基因组数据库(1.0版)近日面向行业开放运行。数据库设在国家烟草基因研究中心,储存了去年底绘制的绒毛状烟草和林烟草全基因组序列图谱的所有原始数据以及基因注释结果,总数据量将近7T。这两张序列图谱是目前已知植物基因组序列图谱中基因组最大、组装精度最高、组装     

绵羊皮肤源EST-SSR标记的功能注释及染色体电子定位

为了深入研究绵羊皮肤源EST-SSR分子标记的潜在基因功能,文章采用比较基因组学和生物信息学方法对本实验室前期开发的9个绵羊皮肤源EST-SSR多态位点原始EST进行了功能注释和电子定位。研究结果表明,6个位点的原始EST与已知基因高度同源,其中3个基因可能对毛性状具有重要调控作用。通过与牛全基因组cDNA文库的比对,将8个位点初步定位于牛染色体上,并基于牛、绵羊已定位的共用标记计算了染色体间相似系数,分析构建了牛羊染色体NJ聚类图,以此为参考最终将绵羊皮肤源EST-SSR标记电子定位于绵羊染色体上。研究结果不仅可为后期标记的连锁定位及毛性状关键基因的电子克隆提供参考,同时有助于动物染色体的进化研究。     

研发动态

我国人基因组图谱研究取得重要进展 11月6日,Natue杂志以封面文章的形式,介绍了我国科学家在基因科学方面的最新成就：独立自主地完成了第一个中国人基因组序列图谱（定名“炎黄一号”）的绘制和分析工作。这篇论文描绘了第一个中国人的全基因组图谱,测序数据总量达到1177亿碱基对,基因组平均测序深度达到36倍,有效覆盖率高达99．97％,变异检测精度达99．9％以上。     

绿豆基因组研究进展

绿豆是亚洲国家重要的经济作物。绿豆基因组的研究工作已开展多年,至今已经发布了6张遗传连锁图谱,然而还未有一张图谱的连锁群数与绿豆(2n=2x=22,n=11)的染色体基数一致。近年来,豆科植物比较基因组学的研究成果,为绿豆遗传连锁图谱的发展提供了新的思路。通过将绿豆遗传连锁图与其他豆类连锁图比较发现,绿豆与小豆、豇豆、普通菜豆、大豆、藊豆以及豆科模式植物—蒺藜苜蓿的基因组间有不同程度的保守性,其中尤以绿豆与普通菜豆基因组间共线性水平高。本文分别从绿豆遗传连锁图谱构建、比较基因组作图以及抗豆象基因定位等方面进行了综述,以期为绿豆遗传研究工作者提供参考。     

番茄和桃基因组的微同线性研究

番茄和桃是茄科和蔷薇科的重要模式植物.近年来, 随着它们基因组测序工作的展开, 相关基因组序列快速累积, 为番茄和桃遗传图谱和物理图谱的比较分析及深入了解其进化关系提供了可能.文章对番茄和桃的基因组进行了比较, 通过番茄遗传图谱与桃物理图谱、番茄物理图谱与桃遗传图谱以及番茄物理图谱与桃物理图谱等3个层面的数据比对分析, 结果揭示在这两个基因组间存在着大量的微同线性片段.这些同线性片段中所包含的保守同源基因对的数目较少(总计297个同线性片段中仅有36个片段包含有两个以上的同源基因对).这些同线性片段都是小范围的, 并且有部分微同线性片段在不同的染色体或者BAC contig之间构成了一个相互关联的网络结构.通过与番茄的EST文库比对, 发现了9个与果实发育和成熟相关的微同线性基因.这些微同线性基因的发现对于进一步研究这两个亲缘关系比较远的物种在果实发育与成熟方面的共性提供了线索.     

几个水稻品种抽穗期主效基因与微效基因的定位研究

在构建２张ＲＦＬＰ图谱的基础上,定位分析了控制水稻抽穗期的主效基因和微效基因。在特三矮２号／Ｃ．Ｂ．群体中定位到２个主效基因和２个微效基因。该２个主基因分别位于第３、８染色体上,累加贡献率约达５０％,加性效应值分别为７天和６天,而分别位于第１、１２染色体的２个微效基因的贡献率仅分别为８．３％和９．６％,加性效应值仅为３天和４天。在外引２号／Ｃ．Ｂ．群体中定位了２个连锁于第６染色体的主效基因和１个位于第８染色体的微效基因,该２个主效基因的贡献率分别为３５．５％和２７．４％,来自外引２号的该２个基因其效应均为明显推迟抽穗,因而可推测它们为感光性基因,微效基因的贡献率仅为８．９％,基因效应值较小。     

利用两个测序水稻品种构建微卫星连锁图谱

利用已完成基因组测序的两个水稻品种日本晴和931l的数据库成功开发出水稻微卫星新标记,并利用由90个单株组成的日本晴×9311 F2作图群体,构建了一张包含152个SSR标记位点、覆盖基因组总长度2 455.7 cM的连锁图谱,有46个SSR新标记为自主开发,该图谱标记间的平均遗传距离为16.16 cM;并将未能在Temnykh等人(2001)构建的图谱上定位的微卫星标记RM345和RM494定位在第6染色体上.通过与Temnykh等人(2001)和兰涛等人(2003)所构建的图谱从作图群体的类型和大小、标记的类型和数量、标记在染色体上的线性排列顺序等几个方面进行比较,所绘制的图谱其标记在染色体线性排列上与Temnykh等人绘制的图谱具有很高的一致性,达93.81%.     

人类21号染色体与疾病

21号染色体是人类染色体中最小的常染色体,由日本等13个国家的研究单位组成的国际基因组已完成了21号染色体的DNA序列分析,其99．7％的序列已被测定。21号染色体长臂（21q)DNA,由33546361bp组成,其中只剩下3个小的克隆裂隙和7个序列裂隙（约100kb)尚未确定,在21q,q的近着丝粒处有21q远,近区域存在很多重复序列。21号染色体有39个断裂点,原因是由于21号染色体与其他染色体发生相互易位、21号染色体内重排或受到辐射所致。人类21号染色体上的特异基因与小鼠16、17及10号染色体上的某些基因互为同质异构基因,显示了基因组在进化过程中的变异性和保守性,21号染色体基因密度较小,含有127个已知基因,98个预报基因和59个假基因,21号染色体与Down′s综合征,某些单基因遗传紊乱,某些复杂疾病（双相情感障碍、家族性复合高血脂症）、实体瘤及白血病的发生有关。     

用于目标序列染色体定位的镜鲤BAC-FISH体系构建

为了构建用于镜鲤(Cyprinus carpio var. specularis)特定基因组序列染色体定位的实验体系, 在细菌人工染色体(Bacterial Artificial Chromosome, BAC)文库筛选池中对已知短序列基因组片段进行PCR扩增, 筛选出包含目标序列的BAC克隆, 提取BAC质粒进行缺刻平移标记制备探针, 开展荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization, FISH)实验。通过对染色体片前处理、BAC质粒探针制备、C0t-1 DNA封闭基因组重复序列、预杂交、荧光染料选择、信号放大等一系列实验条件和方法的探索优化, 成功实现了目标序列在镜鲤有丝分裂中期染色体上的定位。定位对象既包括在染色体上有单一位点的序列, 如斑马鱼微卫星标记Z6884和Z4268, 也包括在染色体上有多个位点的重复序列, 如黄河鲤性别相关标记CCmf1。来自斑马鱼同一条染色体上的两个微卫星标记被分别定位于镜鲤不同染色体上, 为鲤鱼染色体数目加倍的进化假设提供了一项直接实验证据, 同时将现有遗传连锁图谱与染色体对应起来, 可作为染色体识别和细胞遗传学图谱构建的依据。黄河鲤性别相关重复序列被定位于不少于四条染色体上, 为性别决定相关基因的筛查提供了研究线索。这一BAC-FISH实验体系将成为鲤细胞遗传学图谱构建、基因组进化和比较基因组学研究中的重要研究工具。       

用AFLP标记快速构建遗传连锁图谱并定位一个新基因tms5

报导了一个分子标记连锁图的快速构建方法。通过对水稻(Oryza sativa L．)“安农S-1”和“南京11”的F2分离群体的AFLP分析找到了142个AFLP标记,用这142个AFLP标记以及已定位的25个SSR标记和5个RFIP标记构建了水稻12个染色体的分子标记连锁图,该图覆盖水稻基因组的1537．4cM,相邻标记间的平均间距为9．0cM,这是在国内建立的第一张AFLP标记连锁图。在建立连锁图谱的同时把一个新基因tms5(水稻温敏核不育基因)定位在第2染色体上。     

利用杂种细胞克隆板将猪CDC16基因定位于11号染色体

运用比较基因组学的方法,根据人的CDC16基因序列设计引物,从大围子猪和宁乡猪基因组DNA分离了CDC16基因内含子4和内含子8（GenBank收录号为AY880670和DQ206823）,通过扩增体细胞杂种克隆板上27个样品和辐射杂种克隆板上118个样品,确定了CDC16基因在猪染色体上的物理位置,首次将CDC16基因物理定位于猪SSC11 q11-17.该基因与微卫星SW1452标记紧密连锁,LOD值为16.08,存留率为22%,在放射杂交图谱上的图距为62 cR.CDC16基因区间定位结果与精细定位结果相一致,也与比较定位结果相一致,进一步验证了猪11号染色体和人13号染色体大部分片段存在同源性,这为该基因的克隆及和功能研究打下坚实基础.     

利用分子标记和水稻籼粳交双单倍体群体进行遗传作图研究

利用“圭 630”(籼稻 ,Oryza sativa subsp.indica) /“0 2 4 2 8”(粳型广亲和品种 ,O.sativa subsp.japonica)的 F1代花药培养双单倍体植株 ( DH)群体和 RFLP标记构建了一张水稻分子连锁图谱。图上有 2 33个标记 ,覆盖基因组约 2 0 70 c M( centimorgan) ,定位了 2 5个 RFLP新标记、2个染色体端粒和水稻落粒性基因 sh- 2。亲本间的 RFLP主要来源于碱基取代 ,少数来源于 DNA结构的变化。RFLP标记在图谱上的排序与其它图谱基本相同 ,但标记在染色体间和染色体内分配不均 ,这可能与染色体间的遗传稳定性和染色体内的区段变异性 ,以及各区段交换重组活性不同有关。     

人基因组转录图研究技术

人类基因组研究的主要任务是二个:第一是读出人基因组全部ATCG“语言”,即全基因组DNA核苷酸顺序分析;第二是读懂人基因组全部ATCG“语言”,即全部基因的DNA顺序及功能研究。无疑第二项任务有赖于第一项任务完成的基础。在进行第一项研究任务时,由于人基因组十分巨大和复杂,不可能直接进行顺序分析,所以通常总要先进行染色体DNA的大片段克隆,并借助于某些物理标志把克隆在染色体上排序,这样就形成了某种物理图谱。现在已在进行的人基因组的图谱分析有以下几种:遗传连锁图(Linkage Map),分辨率在     

酵母基因组共表达基因簇与其上游顺式作用元件的关系

ＤＮＡ微阵列技术的快速发展开辟了从表达图谱研究基因组功能的新途径。酵母全基因组的测定和基因组表达图谱数据的发表使其成为研究真核基因转录调控机制的首选目标。运用生物信息学的工具研究了酵母基因组中基因上游顺式调控元件与基因组表达图谱的关系。结果表明,表达紧密关系的同一簇基因都具有若干特异的顺式作用元件,其表达受到相应反式调控因子的控制。找到的位点中,一部分与已知顺式作用元件相对应;另一部分可能是新的顺     

连锁图谱开创遗传研究新领域

在由Amersham国际英联邦健康活学团体创办的《自然遗传学(Nature Genetics)》特刊上发表了小鼠和人的遗传连锁图谱,这为科学家们提供了了解遗传性疾病的新工具。 该图谱是依据坐落于染色体特殊位置上已知特性和标记绘制的,因而可帮助科学家找到目标墓因的位置。这将最终导致确定各基因组的完整DNA序列。法国团体Genethon发表了约有2000个这类标记的人图谱,而基因组研究的美国中心发表的鼠图谱有4000个这种标记。     

玉米和水稻重要性状QTL的比较研究

在构建玉米分子标记连锁图和对重要性状进行QTL定位的基础上,以玉米和水稻的分子标记比较图谱为桥梁,分析了控制玉米和水稻F2：3群体重要农艺和产量性状QTL的共线性关系。研究结果表明：在玉米和水稻共线性的染色体区段,控制玉米株高、行数和行粒数的QTL与控制水稻株高、单株有效穗和每穗实粒数的QTL存在广泛的对应关系;在已定位的影响玉米株高等5个性状的45个QTL中,有16个与水稻“汕优63”群体中5个相同或相似性状所定位的38个QTL中的12个具有共线性关系。这一结果为利用水稻的基因组数据来定位、分离和克隆玉米重要性状的QTL提供了有益信息。同时发现,控制水稻某一个性状的QTL常常与控制玉米同一性状的两个QTL相对应,这一结果为玉米染色体是由水稻染色体加倍而来的理论假设提供了支持。研究还发现,不管是玉米还是水稻在染色体上都存在QTL的富集区域,而这些富集区域常常存在于相同的共线性区域,暗示着玉米和水稻控制相同或相似性状的QTL可能有着相同的起源。基于性状的比较基因组研究不但有助于新基因或QTL的发现、克隆和利用,同时还有助于研究不同物种间染色体的演变和进化规律。     

两个常染色体显性遗传寻常性鱼鳞病家系致病基因的定位

为了对寻常性鱼鳞病的致病基因进行定位, 收集了2个湖南寻常性鱼鳞病家系, 采集外周血, 提取基因组DNA, 采用1号染色体和10号染色体上2个已知寻常性鱼鳞病位点的微卫星标记对这两个家系进行基因分型和连锁分析。结果显示, 寻常性鱼鳞病家系1的致病基因位于D1S498(1q21)附近, 与已知定位区间重叠; 寻常性鱼鳞病家系2的致病基因位点与已知的寻常性鱼鳞病位点不连锁, 可能存在新的致病基因位点。     

水稻R基因同源序列与遗传学上已知抗病基因的共定位(英文)

植物抗病（R）基因结构上的高度保守性,为利用基于PCR的方法快速分离R基因同源序列提供了基础。采用这种方法,我们曾从水稻中分离到8个R基因候选同源序列（Rgenecandidates,RGCs）。为了研究RGCs与遗传学上已知的R基因的关系,对它们进行了限制性片段长度多态性（RFLP）分析和染色体定位。DNA杂交结果显示RGCs都属于多基因家族（Fig．1）。6个RGCs（Osh359－1、Osh359－2、Osh359－3、Osh359－5、Os8558－3、Os8558－14）在两个籼稻品种H359和Acc8558中检测出多态性,并定位在水稻染色体上（Fig．2）。它们分别检测出了1、1、4、1、2和1个座位,共10个座位,其中9个定位在第11号染色体的3个区域上,即RFLP标记G181和C82之间（由Osh359－2、Osh359－3、Osh359－5和Os8558－3检测的6个座位）,G1465与C50之间（Osh359－3检测出的一个座位）,和C496附近（由Osh359－1和Os8558－14检测出的两个紧密连锁的座位）另有一个由Os8558－3检测出的座位定位到第8号染色体上,位于L457和G1082B之间。这些染色体区域包含近一半的遗传学上已知的抗病基因,如Xa-3、Xa－10、Pi－a和xa－13。这一结果表明RGCs与已知的抗病基因位于相同的染色体区域。此外,RGCs定位的结果表明,它们在水稻基因组中呈簇状分布,表现出     

肺癌病人肿瘤组织DNA高甲基化片段的筛选

关于DNA甲基化在肿瘤中的作用的研究,大多集中在研究已知的抑癌基因启动子区的异常高甲基化。而一些未知的参与肿瘤发生的基因也可能受甲基化调控,寻找这些与肿瘤相关的基因,对深入了解肿瘤发生的机制具有重要意义。利用甲基化敏感性随机引物PCR(Methyrlation-Sensitive Arbitrarily Primed PCR,MS-AP-PCR),检查了肺癌组织中基因组范围内CpG岛高甲基化情况,分离到8个高甲基化片段(hypermethylated DNA fragment．HMDF)。通过克隆、测序和Blast、NewCpGseek软件分析,发现所有的片段均为典型的CpG岛,有4个片段与人2、7、9、10号染色体上的同源性为99％～100％,但只有1个是已知的基因。进一步利用Neural Network Promoter Prediction、TSSG和TSSW等软件对其余7个片段可能的生物学意义进行了分析,结果有4个片段是候选的启动子区,提示它们可能源于新基因。所获得的高甲基化片段可能是中国人肺癌发生过程中特有的表遗传学改变。     

牛分支杆菌与肺结核分支杆菌基因组的比较

通过比较基因组学的方法研究发现,牛分支杆菌与肺结核杆菌基因组的同源性为99．95％,但在牛分枝杆菌基因组中有11个缺失区,大小从1kb到12．7kb,遗传信息的缺失引起牛分枝杆菌的基因组减小;牛分枝杆菌与肺结核分枝杆菌H37Rv间存在着2437个单核苷酸多态性（SNPs）,与肺结核分枝杆菌CDC1551间存在着2423个单核苷酸多态性（SNPs）,牛分支杆菌与肺结核分枝杆菌在编码细胞壁和分泌蛋白上变异程度也是巨大的。研究结果揭示了牛分支杆菌与肺结核分枝杆菌的遗传关系,为研究分支杆菌疫苗和诊断试剂提供理论依据,对牛肺结核病的防治有着非常重要的意义。