水稻基因组测序及基因功能的鉴定

水稻是重要的粮食作物。作为单子叶模式植物,水稻基因组的大规模测序具有巨大的理论价值和现实意义。目前已获得了籼稻“93—11”和粳稻“日本晴”高质量的基因组数据,这为在基因组水平上深入研究其生长、发育、抗病和高产等的遗传机理提供了便利,从而为进一步解决世界粮食危机提供了新的突破口和契机。随着水稻基因组计划的顺利结束,其研究重心也已由建立高分辨率的遗传、物理和转录图谱为主的结构基因组学转向基因功能的研究。结构基因组学研究获得的大量序列数据为揭示和开发功能基因开辟了广阔的前景。目前,利用图位克隆和电子克隆等方法已成功分离了多个水稻抗病、抗虫、抗逆境、抗倒伏、高产、优质等重要农艺性状相关的基因,对培育水稻新品种,促进农业的可持续发展意义重大。据估计,水稻至少拥有3．7万个非转座因子相关的蛋白编码基因。因此,完成全基因组序列测定后,重要基因功能的鉴定已成为当前基因组学研究的主要目标。反向遗传学、大规模基因功能表达谱分析和蛋白质组研究等策略已在研究水稻重要基因的功能方面发挥了重要作用。文章综述了水稻基因组测序及基因功能研究的现状,并就新基因发掘和基因功能注释的方法作了评述,期待为水稻遗传工程和育种实践提供参考。     

科学家绘制出海胆基因组序列草图

由多国科学家组成的研究小组11月9日报告说,他们绘制出了海胆的基因组序列草图。基因分析显示,这一无脊椎动物的基因组与人类基因组的相似程度高得出乎意料。由美国贝勒大学医学院领导的“海胆基因组测序项目”小组的科学家们报告说,他们的基因测序对象是一种雄性加利福尼亚紫海胆。研究显示,这种紫海胆含有超过8.14亿个碱基     

《基因组研究》：美科学家发现25个“长寿基因”

新华网消息：美国科学家日前通过对芽殖酵母和线虫的基因分析,鉴别出两种生物共有的25个负责调控寿命长短的基因。美国华盛顿大学等机构的科学家3月13日在《基因组研究》（Genome Research）杂志上报告说,在这25个“长寿基因”中,至少15个在人的基因组内存在相似版本。这意味着,科学家有可能借此锁定人体内的基因目标,研究如何减缓人的衰老过程,治疗衰老引发的相关疾病。     

国际水稻基因组计划

计划背景继"人类基因组计划"之后,又一项重大的基因组计划——水稻基因组计划排上了各国科学家们的日程。水稻是世界上最重要的粮食作物,全球近半数人口以水稻为主食。由于巨大的社会效益和经济效益,国际上对水稻基因组研究的竞争非常激烈。日本于1991年将水稻基因组制图列入研究规划。1997年9月,由日本科学家牵头发起"国际水稻基因组计划"     

水稻基因组精细序列图绘成

"国际水稻基因组测序计划"始于1998年,由日本、美国、中国等10个国家和地区参加,定位了水稻中的37500个基因,并率先在动植物中完成了对着丝粒的测序。2002年底,科学家们初步绘制完成了水稻基因组草图。其中中国科学家圆满完成了水稻4号染色体的精细序列测定和分析工作。英国《自然》杂志日前刊登了这张迄今为止最精确、最完整的水稻全基因组序列图,这也是目前在     

美国花生品种基因转移成功

美国 Agracetus Inc.公司宣布,它们已成功地开发出英国主要粮食作物——花生基因转移方法。公司科学家利用微弹法把具有除草剂抗性和病毒抗性的新基因转移到花生 Florunner 品种里,新产生的植株能稳定地把基因传给后代。据悉,此项成果是花生稳定基因转移的首次报道。该公司将利用此法对花生进行广泛改良。这项成果是 Agracetus 公司花生 R & D 首席科学家 Gurdip Brar 博士在于 Norfolk,Virginia 举办的美国花生研究和教育科学年会上宣布的。Florunner 是美国花生最重要的品种,几乎占全国花生的一半,年盈利达14亿美元,花生是美国需求     

水稻复杂性状研究的新途径:水稻重要农艺性状全基因组关联分析

水稻是重要的粮食作物,且经过长期的自然和人工驯化,形成了适应不同地域栽培的优良品种。这些品种材料中蕴藏着丰富多样的自然变异,是深入挖掘和有效利用重要农艺性状基因的重要遗传资源。全基因组关联分析是利用不同基因间的连锁不平衡进行基因型和表型的相关性分析,从而高效鉴定目标性状基因。该分析方法已成为水稻复杂性状研究的新途径。现简要阐述全基因组关联分析的发展、原理及研究流程,并对其在水稻重要农艺性状研究中的进展进行综述。     

人类全长功能基因克隆获重大进展

我国科学家参与的人类全长功能基因克隆研究获得重大进展:从4万多个基因中整合出2万多个功能基因,向进一步弄清其确切的功能和结构迈出了一大步,将加快某些疾病的诊断和治疗方法的研究,并对重组蛋白药物的研制有着重要推动作用。这项重大研究由人类基因国际协作研究组完成。科学家对这2万多个整合过的功能基因进行了全面的注释,包括基因组结构、剪接方式、功能结构域、亚细胞定位、代谢途径、基因编码蛋白质的立体结构、基因多态性以及比较基因组分析等。这项成果的重要意义在于:为理解生物学以及在医学、生物技术等方面的应用提供了大量有…     

研发动态

生物领域专家研究科学创新方法;我国首次完成益生乳酸菌全基因组序列测定;中国科学家分离出控制水稻产量的单基因;合成基因组学公司和基因组技术亚洲中心完成油椰子基因组首张草图;科学家绘出鸭嘴兽基因组草图;研究者绘出棕榈树大部分基因组草图。     

水稻中过敏原蛋白全基因组预测及生物学功能分析

世界范围内过敏症状的流行趋势日益严峻,水稻作为单子叶模式植物和人类主要粮食作物,对水稻中致敏性物质的研究具有重要意义。但目前基于水稻全基因组水平预测和分析过敏原的研究尚缺少相关报道。本研究利用生物信息学方法在全基因组层面上,在水稻基因组数据库中和过敏原数据库中,共筛选和获得了657个过敏原基因/蛋白(属于109个蛋白家族),并进一步对这些候选的水稻过敏原基因/蛋白进行了表达模式、家族分类和功能预测分析;以及在进化上分析了水稻过敏原基因/蛋白家族成员的同源蛋白在低等到高等植物中分布情况,结果表明致敏性可能随着基因家族中成员的功能分化而变化;进一步结合水稻花粉和种子转录组芯片数据,细化分析和获得了148个水稻花粉过敏原和116个水稻种子过敏原,并在基因家族和功能分类上进行了对比分析。本研究结果初步明确了水稻过敏原基因/蛋白家族的进化特点、组织表达特性和生物学功能,为进一步研究水稻以及其他单子叶植物中的过敏原奠定了基础。     

水稻转座子研究进展

转座子是植物基因组的重要组成部分,对于研究植物基因组进化等具有重要意义。随着水稻全基因组测序计划的开展和完成,水稻转座子研究取得了极大进展,目前已经在水稻基因组中发现了几乎所有类型的转座子,约占水稻基因组的35%。在正常情况下,大多数水稻转座子不具有转座活性,但是在特定的条件下（如组织培养或辐射等）,水稻基因组中沉默的转座子可以被激活,从而可能导致插入突变并影响基因的表达。在水稻中已鉴定出6个有活性的转座子,其中Tos17已被应用到水稻功能基因组研究中。转座子序列的新的分子标记转座子展示（transposon display,TD）现已被开发,并在水稻遗传作图和遗传分化研究中得到应用。     

水稻转座子研究进展

转座子是植物基因组的重要组成部分, 对于研究植物基因组进化等具有重要意义。随着水稻全基因组测序计划的开展和完成, 水稻转座子研究取得了极大进展, 目前已经在水稻基因组中发现了几乎所有类型的转座子, 约占水稻基因组的35%。在正常情况下, 大多数水稻转座子不具有转座活性, 但是在特定的条件下(如组织培养或辐射等), 水稻基因组中沉默的转座子可以被激活, 从而可能导致插入突变并影响基因的表达。在水稻中已鉴定出6个有活性的转座子, 其中Tos17已被应用到水稻功能基因组研究中。转座子序列的新的分子标记转座子展示(transposon display, TD)现已被开发, 并在水稻遗传作图和遗传分化研究中得到应用     

水稻全基因组编码抗病基因同源序列分析

利用模糊搜索的方法,在TIGR水稻日本晴基因组数据库(TIGR Rice Genome Annotation-Release5)中识别出565个编码抗病蛋白质的同源序列;利用识别出565个编码抗病蛋白质序列分别与籼稻基因组数据库进行BLASTP联配,共确定320个对应的等位基因。通过在线生物信息学软件,识别了这565个抗病基因的保守结构域、保守模体和DNA序列内转座子元件,其中有14个抗病基因同源序列注释错误。同时绘出了这些基因的基因组分布,并基于这些基因的同源树分析和基因组物理分布,认为基因的原位和远程复制事件产生了抗病基因的现存分布和多样性,其中转座子在复制过程中扮演了重要角色。这些对抗病机制研究和抗病基因进化研究以及抗病基因的转育具有重要意义。     

生物钟与血糖调节密切相关

美国科学家通过将人类基因组分成数百万个片段并重新排列组合,成功描绘出清晰度和分辨率最高的基因组三维图像。这种技术能帮助科学家探索基因组的形状,研究基因结构与基因活力的关系,并探索细胞内部结构的变化。     

首次将外来基因插入灵长类基因组

美国科学家将一个水母基因艰难地插入一个称为ＡＮＤｉ的小基因中去 ,并将其成功地转入弥猴基因组中去 ,他们在 2 0 0 1年 1月 14日的Ｓｃｉｅｎｃｅ上作了报道。这项研究的意义在于从此可以将医学上重要的基因插入灵长类动物中 ,从而创造出研究人类疾病的新模型。有科学家评论说 ,这是首次将一个外来基因插入到灵长类动物中去 ,不管插入的是什么基因 ,终究是一项突破性技术。研究者用一个残缺的逆转录病毒作为工程载体。这是因为残缺的逆转录病毒不会引起感染 ,而且能很好地将外来基因参入靶基因组。研究者选择了一个含有发绿色荧光的水母…     

是金子无论在何处都发光: 玉米和水稻驯化中的趋同选择

野生植物的驯化为人类定居与文明起源奠定了重要基础。在世界范围内不同地区生活的古人类分别对当地不同的野生植物进行了驯化, 而经过驯化的作物常常表现出相似的驯化综合性状。在基因组层面上对趋同选择规律的解析, 可为作物育种提供重要信息与遗传资源。近日, 中国农业大学杨小红/李建生和华中农业大学严建兵领衔的团队从单基因和全基因组2个层次系统解析了玉米(Zea mays)和水稻(Oryza sativa)趋同选择的遗传基础, 发现玉米KRN2与水稻OsKRN2受到了趋同选择, 并通过相似的途径调控玉米与水稻的粒数与产量。他们还发现玉米与水稻在全基因组范围内存在大量趋同选择同源基因对(gene pair), 这些基因在淀粉代谢、糖及辅酶合成等途径特异富集。该研究不仅克隆了在玉米与水稻中均具有重要育种价值的趋同选择同源基因对KRN2/OsKRN2, 而且在全基因组水平上揭示了玉米与水稻趋同选择的规律, 为进一步解析驯化综合性状形成的分子机理及其在育种中的应用奠定了重要理论基础。     

中国水稻分子育种的新机遇

水稻是我国最重要的粮食作物之一,全球一半以上的人口以稻米为主食.近年来,基于水稻亚种基因组序的测定、遗传变异的全面了解和功能基因组的迅猛发展,大规模的水稻功能性基因被鉴定、克隆.这将给以功能型分子标记技术和基因工程技术为平台的水稻分子育种提供创新的历史舞台.本文综述了水稻现有可利用的基因资源,并为中国水稻育种提供了相应的分子蓝网.     

叶绿体基因组结构与表达调控

植物叶绿体ＤＮＡ是存在核基因外的细胞质基因组,它是一种双链ＤＮＡ分子、在细胞内,与核基因协调编码与光合作用有关的蛋白质,叶绿体基因组中基因的结构与表达调控与原核生物相似,但也有一些区别,深入开展叶绿体基因组的基因,对探讨光合作用机理与细胞器的起源等问题具有重要意义。     

水稻抗病功能基因组研究进展

作物抗病机制研究对抗性改良有重要的理论和实践意义。水稻是世界上主要粮食作物之一。目前,越来越多的水稻主效抗病基因和抗病相关基因被克隆。对于这些基因的研究可以提高人们对水稻-病原菌互作的认识,并有利于发掘水稻中新的抗性基因。现主要对近年来在水稻抗病研究中取得的成果进行概述和展望。     

基因功能研究的一些新思路

2001年人类基因组计划、美国塞莱拉遗传信息公司在美国《科学》杂志和英国《自然》杂志联合宣布,他们绘制出了准确、清晰、完整的人类基因组图谱。基因组计划完成后新的难题摆在了科学家的面前,就是基因功能的研究,以及怎样提高基因功能研究的效率。转基因技术较好地继承了生理学原有的研究思路,可能成为基因与整体功能联系起来的重要研究方法之一。成为今后大规模进行基因功能研究的有效手段。