功能基因组与绿色超级稻培育的研究进展

水稻是主要的粮食作物,也是功能基因组研究的模式植物之一。水稻功能基因组研究取得的成果为绿色超级稻的培育奠定坚实的基础。特别是分离克隆的一大批控制水稻高产、优质、抗病虫、抗逆和营养高效等重要农艺性状的基因以及建立的全基因组选择技术等,为绿色超级稻培育提供了基因资源和技术平台。简要介绍了水稻功能基因组研究和绿色超级稻培育的近期进展。     

水稻插入突变库构建研究进展

水稻是单子叶植物基因组研究的一种模式植物 ,其全基因组测序已经完成 ,在此基础上开展功能基因组的研究。水稻插入突变体库的建立是功能基因组研究的一个重要内容 ,在此基础上也能进行正向遗传学及反向遗传学的研究。水稻插入突变体库构建的方法有T DNA插入突变、Ac Ds系统插入突变、Tos1 7插入突变。分别介绍三种方法的原理及其在水稻突变体库构建中的应用和研究进展。     

中国水稻基因组学研究历史及现状

水稻既是重要的粮食作物,又是功能基因组研究的模式植物。水稻基因组测序的完成及种质资源的基因组重测序,为水稻功能基因组研究奠定了基础。现综述我国水稻基因组测序和功能基因组研究历史,重点介绍功能基因组组学研究的平台和重要农艺性状解析的成果,并指出未来水稻功能基因组研究的方向。     

水稻抗虫功能基因组研究进展

水稻是重要的粮食作物,也是功能基因组研究的模式植物,而虫害是影响水稻产量的主要因素之一。现从水稻抗虫种质资源、水稻抗虫基因的定位与克隆、水稻抗虫的分子和生理机制,以及抗虫水稻的培育等方面,介绍水稻抗虫功能基因组研究的进展和重要研究成果。期望水稻与昆虫相互作用的功能基因组研究能促进水稻抗虫新品种的培育,为持续控制水稻害虫提供更有效的手段。     

TILLING在水稻育种中的应用前景

TILLING(Targeting Induced Local Lesions in Genomes)是功能基因组研究中应用的一种反向遗传学技术。它能高通量低成本地在EMS诱变群体中鉴定出发生在特定基因上的点突变。在其基础上发展出的EcoTILLING技术则可发现种质资源中的SNP位点及小插入或缺失多态性位点。水稻是非常重要的粮食作物, 也是已经完成了全基因组序列测定,有丰富的生物信息学资源可以利用的基因组研究模式植物。水稻的分子标记辅助育种将在育种中扮演越来越重要的角色。在这样的背景下,本文从基于特定基因的种质资源鉴定、EMS诱变育种、及水稻功能标记开发等方面论述了其在水稻育种中的应用前景。     

水稻基因组育种芯片及其应用

水稻基因组育种芯片是将大规模基因组测序、水稻功能基因组研究的最新成果与国际最先进的SNP(single nucleotide polymorphism)芯片技术相结合,构建的服务于育种的基因组技术工具。实践表明,水稻基因组育种芯片在种质资源多样性分析、基因鉴定、基因定位、育种材料基因型选择、品种基因指纹检测等方面可发挥重要作用。水稻基因组育种芯片的应用将推动水稻育种的技术革命。     

水稻养分利用功能基因组研究进展

随着功能基因组研究的深入,水稻养分利用功能基因组研究已经取得了很大的进展。综述了水稻中我国主要研究的大量元素中的氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)及微量元素中的铁(Fe)、锌(Zn)等必需矿质营养元素的吸收、分配利用及信号调控的功能基因及其分子调控机制的主要研究进展。     

RNAi分子机制及在植物功能基因组研究中的应用

RNA干涉现象自20世纪90年代被发现以来,现在已逐渐成为分子生物学和细胞生物学研究的有用工具之一,已被广泛应用到植物功能基因组研究和植物品质营养改良中。RNA干涉机制的深入研究以及该技术在植物基因功能分析中的应用,建立了新的功能基因组学研究平台。阐述了RNAi的分子作用机制、基因沉默的主要类型以及该技术在植物功能基因组研究和品质营养改良上的应用。     

水稻株型功能基因及其在育种上的应用

株型是与水稻产量密切相关的重要农艺性状,开展水稻株型功能基因组研究具有重要的现实意义。随着水稻全基因组测序工作的完成,在水稻株型形成的分子机理研究方面取得了一系列重大研究进展。现简要回顾株型的研究历史,分别从株高、叶型、分蘖数目、分蘖角度和穗型方面简要概述在水稻株型形成的分子机理方面取得的研究成果,并简要介绍水稻株型功能基因在育种上的应用情况。     

水稻基因图

水稻基因组计划要完成4张图:遗传图、物理图、序列图以及转录图,它们是进行基因定位与基因克隆的重要工具。水稻是模式植物,其全基因组测序的完成、丰富的遗传资源和多个基因组研究数据库,极大地推动和加速了水稻基因图的绘制。对基因图绘制的原理及在水稻中的应用进行了论述。     

日本水稻基因组研究进展

日本水稻基因组研究进展陶全洲（中国科学院国家基因研究中心,上海２００２３３）关键词水稻,基因组,日本如果说人类基因组研究是一项由许多国家,成百上千名科学家参加的世界性宏大计划,那么日本水稻基因组研究则是在一国范围内,仅有数十名科学家正在进行的巨大工程...     

激发标签技术在植物功能基因组研究中的应用

获得突变体是研究植物功能基因组的有效方法。与传统的T-DNA插入功能缺失突变相比, 建立在功能获得突变基础之上的激发标签技术具有独特的优势, 主要表现为可以获得功能冗余基因的显性突变体并方便地克隆相关基因。文章对激发标签技术的原理, 及其在拟南芥、水稻等植物功能基因组研究中的进展进行了综述, 并介绍了激发标签技术在植物抗逆、抗病和生长发育机理研究方面的新进展。文章最后探讨了激发标签技术的发展前景。     

细胞筛选平台在人类功能基因组研究中的应用

人类基因组全序列的精细图已完成,当前生命科学面临的重要任务就是如何将基因组序列信息转化为基因的功能信息,了解生命活动的分子机理,改善人类健康,为生物技术发展提供动力 . 在一系列功能基因组研究新技术中,高通量 (high-throughput) 和高内涵 (high-content) 的细胞筛选技术平台已经显示出巨大潜力,发挥着越来越重要的作用 . 通过在体外培养的哺乳动物细胞中基因过表达或抑制基因表达,分析所产生信号传导通路和 / 或细胞表型改变,可以直接发现基因功能 . 近年来一些技术上的进展,使细胞筛选平台具有微量、自动、高效、高通量,以及可以系统研究的特点,已经成为功能基因组研究的核心方法之一 . 近 2~3 年来已经出现一批成功应用细胞筛选平台进行大规模功能基因组研究的报道 . 我国在这一领域的研究也开始起步,将对我国生物技术的源头创新研究产生深远的影响 .     

人类基因组研究进展及其产业化前景

人类基因组研究关系到人类生存与健康的各个方面 ,成为医药生物技术产业创新的重要源头 ,将产生巨大的社会效益和经济效益。 2 0世纪末启动的人类基因组计划被公认为是生命科学发展史上的里程碑 ,随着人类基因组、水稻基因组、拟南芥基因组及其它重要微生物等 5 0多种生物基因组全序列测定工作的完成 ,目前国际基因组研究开发的总体趋势已发生了变化 ,功能基因组研究成为竞争的焦点。我国在人类基因组研究方面已取得令人瞩目的成绩 ,如在世界上首次克隆了人神经性高频耳聋、遗传性乳光牙等一批疾病基因 ,收集、保存了一批宝贵的遗传资源 ,建立了国家级的、在国际上具有初步竞争实力的人类基因组研究基地等。综述了近年来人类基因组研究、开发现状及我国在该领域所具备的一些工作基础 ,并对加速我国人类基因组研究提出了一些建议。     

农业发展对作物功能基因组研究需求

作物生命科学研究对我国农业的可持续发展提供了强大的科技支撑,功能基因组研究是作物生命科学研究的核心领域之一。现通过提出我国农业发展中面临的一些主要问题,基于作物功能基因组学特别是水稻功能基因组学的最新研究成果,分析农业发展对作物功能基因组研究的多种需求,包括种质资源创新、重大应用价值基因的克隆和功能解析、基因编辑技术和全基因组分子育种。为了进一步满足农业发展对基因组学研究的需求,我国需要推进功能基因组研究,促进作物育种行业的转型、发掘更多的优异种质资源、培育重大突破的新品种,提升我国种业创新能力,不断增强我国功能基因组学对农业生物技术的贡献力度。     

中国生物化学基础研究40年回顾

《生物化学与生物物理进展》创刊的40年中,特别是改革开放后,我国生物化学研究得到了巨大的进步,许多方面在国际生物化学界有了一席之地,有的曾处于国际领先地位.除本专刊有专文论述的酶学、生物膜、结构生物学外,本文主要介绍:人工全合成酵母丙氨酸转移核糖核酸(tRNAAla);乙肝病毒adr亚型的全基因组克隆和研究;人类、水稻和一些生物基因组研究;功能基因组研究及一些与疾病或水稻性状密切有关的基因的发现;植物分子育种方法的创立;动植物与酵母的重要基因的表达调控研究取得的突出成绩;在RNA研究,包括tRNA、SnoRNA,核酶等方面新的突破;在多肽、蛋白质、蛋白质组、糖复合物等方面取得的成绩.     

水稻表观基因组研究进展

水稻是世界上主要的粮食作物之一,也是功能基因组研究的模式植物。近年来水稻表观基因组研究取得了重大进展,表观基因组是指在特定的内在和外界环境条件下,细胞内全基因组染色质的修饰(如DNA甲基化、组蛋白修饰、核小体在基因组DNA上的排列等)状态。表观基因组在调控水稻生长发育、产量、品质、适应性以及抗性等基因表达重编程过程中起重要作用,在水稻生物学和遗传育种学研究中起着重要的作用。现试图描述水稻表观基因组的特征,总结近年来研究所取得的成就,讨论未来的发展方向。     

水稻的功能基因组学

文章介绍近几年来水稻结构基因纽学、基因表达的大规模分析平台、全基因纽的突变群体库以及基因分离克隆方法上的研究进展。     

基因编辑技术的发展及其在农业生产中的应用

对动植物和人类基因组的测序为功能基因组研究提供了基础数据。然而,核苷酸序列信息并不足以帮助我们了解特定的基因组元件的功能及其在表型形成中的作用。基因编辑技术能够在很大程度上解决这一问题,帮助人们快速获得新的基因组突变模式,从而以更便捷高效的方式进行功能基因组研究。对基因编辑的基本原理及常见的锌指核酸酶(ZFN)、转录激活因子样效应因子核酸酶(TALEN)和2013年出现的CRISPR/Cas9系统进行了回顾,讨论了基因编辑技术的应用历史,特别在农业应用方面,重点关注了CRISPR/Cas9系统在水稻基因编辑中的应用,阐述了CRISPR/Cas9在基因组编辑领域的问题和其他应用方面的困难,探讨了基因编辑工具在作物改良方面所面临的主要挑战和未来发展趋势。     

缺铁水稻根调控因子和信号转导相关转录本微点阵分析

在《缺铁水稻根转录本微点阵分析》(见《生物信息学》2 0 0 4年第 3期 )一文中 ,介绍了缺铁诱导 5天的水稻根中四组上、下调控基因的转录本 ,他们是质膜蛋白和转运体相关的转录本 ,细胞骨架相关的 ,膜泡运输相关的 ,和物质能量代谢相关的转录本[1] 。本文对其余的上、下调基因的转录本作一介绍。在缺铁诱导的基因中还包括调控因子有关的 ,细胞周期与调控有关的 ,通讯与信息有关的和未被分类功能基因的转录本。本研究采用的水稻微点阵芯片是利用水稻的EST序列 ,既表达序列标签。EST可用于基因结构、表达和功能的分析 ;也可用于基因组研究 …