水稻突变体库构建方法的新发展——CRISPR/Cas9系统

水稻是世界上重要的粮食作物之一.随着水稻全基因组测序的完成,迫切需要开展基因组功能的研究,其中突变体的获得是至关重要的环节.构建水稻突变体库是挖掘优异种质资源、分离并鉴定基因功能最直接的办法.概括了几种早期常用的突变体库构建方法,重点介绍了利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制突变体库的研究进展.     

水稻功能基因组

继完成籼稻基因组测序、粳稻第4号染色体测序后,在水稻抗病(白叶枯病、稻瘟病)、耐盐、抗旱、高效利用氮磷、分蘖、脆秆、茎秆伸长、不定根生长等基因克隆取得进展。已经分离克隆出与抗逆、抗病、高产相关的40个功能基因。研制成功水稻全基因组芯片(包含55 791基因信息),利用该     

水稻产量性状的研究进展

粮食危机是一个必须面对的全球问题,提高粮食产量是作物育种的一个重大课题。随着水稻基因组测序计划的完成,近年来许多与产量性状如穗粒数、粒重、分蘖等有关的基因,被逐步地克隆。虽然目前这些结果还不能解释各个性状的形成机理,但随着分子技术的发展,水稻产量性状QTL的研究必将在水稻超高产育种中发挥巨大作用。     

日本水稻基因组研究概况

日本的水稻基因组研究计划从1991年10月1日正式开始实施。该计划由日本农业生物资本资源研究所和日本农林水产先进技术产业振兴中心负责整体规划,日本农林水产省和日本社团协会提供科研经费,将花费7年时间完成第一阶段的研究任务。 该计划的目的是通过对水稻基因组的研究不断搞清水稻基因组的结构和功能,帮助人们进一步了解植物的生命现象,分离有用的水稻基因,并希望利用生物技术培育出     

水稻产量相关数量性状基因研究进展

高产育种一直是水稻育种工作的主要目标。随着水稻基因组测序的完成,水稻产量相关数量性状遗传研究取得了极大的进展,成功克隆了一批与水稻产量相关的数量性状基因。综述了近年来已克隆的产量相关数量性状基因的研究。     

水稻产量相关数量性状基因研究进展

高产育种一直是水稻育种工作的主要目标。随着水稻基因组测序的完成,水稻产量相关数量性状遗传研究取得了极大的进展,成功克隆了一批与水稻产量相关的数量性状基因。综述了近年来已克隆的产量相关数量性状基因的研究。     

水稻白叶枯病致病性基因研究进展

稻黄单胞菌水稻致病变种[Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)]可引起水稻白叶枯病,是水稻病害中最严重的病害之一,其与水稻互作是基因对基因的关系。Xoo基因组测序的完成极大推动了对Xoo基因功能的研究。为此,该文对近几年来Xoo致病性基因的鉴定情况进行统计,并就致病性基因的突变菌株对水稻接种情况和菌株自身变化进行了归纳,较为详细阐述了当前对Xoo无毒基因的鉴定研究状况,为水稻抗白叶枯病育种以及研究致病基因和致病机制提供理论基础。     

RNA干扰技术及其在水稻基因功能研究中的应用

 随着水稻全基因组测序的完成，探究水稻中许多未知基因的功能成了当前的研究重点之一。RNA干扰技术(RNAi)作为新发展起来的基因功能研究方法正在被广泛采用。以农杆菌介导转化水稻技术也逐渐成熟。简要综述了RNAi作用机制及其在水稻基因功能研究中的应用的最新进展。     

基因组水平上水稻受体激酶基因家族的生物信息学分析

 对已完成全序列分析的籼稻(北京基因组信息中心,BGI)和接近完成全序列分析的粳稻(国际水稻基因组测序计划,IRGSP)的蛋白质数据库进行两步HMM(hidden markov model)模式匹配搜寻,在基因组水平上分别获得籼稻和粳稻受体激酶5个基因家族的成员序列共643和701个,对粳稻受体激酶进行了详细的生物信息学分析。对粳稻和籼稻的同源比较分析表明,受体激酶基因存在非常强的保守性,但不同基因在基因组水平上可能存在不同水平的扩增。对Swissprot数据库的同源分析表明,这些基因是植物特有的受体激酶。搜     

生物技术在水稻超高产育种中的应用

水稻是我国主要粮食作物,对确保国家粮食安全起到举足轻重的作用。水稻单产潜力在经历了矮化育种和杂交水稻两次重大突破后,出现长期踌躇不前。水稻育种学家正在积极探索利用新种质、新技术,提高水稻单位面积的产量。水稻基因组测序计划的实施和完成,水稻高密度分子标记连锁图谱和各种近等基因系群体的构建,重要农艺性状的QTL不断被精细定位,越来越多的重要发送的基因被克隆及功能分析,转基因技术的广泛应用,功能基因组学迅速地发展,这些为研究复杂农艺性状的分子机理提供机遇,也为生物技术、分子标记辅助选择育种技术广泛应用于水稻品种改良,实现水稻高产、优质、广适应性综合性状改良取得重大突破提供了新契机。     

A draft sequence of the rice genome (Oryza sativa L. ssp. indica)

We have produced a draft sequence of the rice genome for the most widely cultivated subspecies in China, Oryza sativa L. ssp. indica, by whole-genome shotgun sequencing. The genome was 466 megabases in size, with an estimated 46,022 to 55,615 genes. Functional coverage in the assembled sequences was 92.0%. About 42.2% of the genome was in exact 20-nucleotide oligomer repeats, and most of the transposons were in the intergenic regions between genes. Although 80.6% of predicted Arabidopsis thaliana genes had a homolog in rice, only 49.4% of predicted rice genes had a homolog in A. thaliana. The large proportion of rice genes with no recognizable homologs is due to a gradient in the GC content of rice coding sequences.     

A draft sequence of the rice genome (Oryza sativa L. ssp. japonica)

The genome of the japonica subspecies of rice, an important cereal and model monocot, was sequenced and assembled by whole-genome shotgun sequencing. The assembled sequence covers 93% of the 420-megabase genome. Gene predictions on the assembled sequence suggest that the genome contains 32,000 to 50,000 genes. Homologs of 98% of the known maize, wheat, and barley proteins are found in rice. Synteny and gene homology between rice and the other cereal genomes are extensive, whereas synteny with Arabidopsis is limited. Assignment of candidate rice orthologs to Arabidopsis genes is possible in many cases. The rice genome sequence provides a foundation for the improvement of cereals, our most important crops.     

水稻基因组研究的现状和展望

综述了水稻基因组学的现状及发展趋势 ,水稻是禾谷类的模式作物 ,水稻基因组研究主要集中在与QTL有关的定位。目前构建的遗传图谱已作为物理图谱、基因组测序、分离和鉴定重要基因的基础 ,水稻基因组学的下一步是功能基因组学 ,以确定基因的功能     

中国水稻分子育种现状与展望

转基因育种和分子标记辅助选择育种是分子育种的主要内容,本文从产量、适应性、品质、抗性和杂种优势利用方面阐述了水稻分子育种的生物学基础,以及开展分子育种以来所取得的一些重要成就;随着水稻基因组测序和重要农艺性状基因的精细定位和图位克隆,转基因技术的日渐完善,生物信息学的快速发展,模拟育种软件的开发等,使分子设计育种逐渐成为水稻育种的手段。     

From genotype to phenotype: systems biology meets natural variation

The promise that came with genome sequencing was that we would soon know what genes do, particularly genes involved in human diseases and those of importance to agriculture. We now have the full genomic sequence of human, chimpanzee, mouse, chicken, dog, worm, fly, rice, and cress, as well as those for a wide variety of other species, and yet we still have a lot of trouble figuring out what genes do. Mapping genes to their function is called the "genotype-to-phenotype problem," where phenotype is whatever is changed in the organism when a gene's function is altered.     

主要农作物钾吸收转运基因及其进化关系分析

 【目的】发掘主要农作物的钾吸收转运相关基因,并分析其进化关系。【方法】利用比较基因组学研究手段,在GenBank、EMBL、DDBJ和PDB数据库中进行搜索,并对其同源性进行分析。【结果】在小麦、大麦、玉米、烟草等作物中,发现了具有编码序列（cds）全长的44个与K+吸收转运相关的基因。其中,在大麦、玉米、葡萄、蚕豆及烟草中发现的属于HAK/KUP/KT家族的基因8个;在大麦、小麦、玉米、马铃薯、番茄及烟草等作物中,发现属于AKT家族的基因27个;在大麦与小麦中发现属于HKT家族的基因4个;在大麦、烟草与马铃薯中发现属于KCO家族的基因4个;只有1个属于KEA家族的基因,是在玉米中发现的。在本研究中,首次确定玉米基因组计划中克隆得到的ZM_BFb0024K15、ZM_BFc0028P03属于HAK/KUP/KT家族,而ZM_BFb0207I17则属于KEA家族。对这44个K+基因所分别进行的同源性分析结果表明,它们与代表检索基因的同源性较高,序列相似性最低为33%,最高为84%。【结论】在农作物中,存在众多的钾吸收转运相关基因。其中,大部分基因与拟南芥的相关基因有相对较高的同源性。     

谷类作物基因结构及其数量的比较

本文综述了谷类作物基因组结构现状,基于水稻和拟南芥全基因组分析以及谷类作物基因组长片段的测序注释表明,谷类作物基因组存在许多嵌合结构,富基因岛重组上活性部分常被高拷贝DNA模块分隔.谷类作物基因组内,具保守的宏共线性.玉米,水稻,高梁,小麦,及大麦的Sh2/A1直向同源区域的基因顺序分析表明,Sh2和A1同系物间隔分别为20kb(在水稻和高梁)和140kb(在玉米);小麦族Sh2/A1区同线性在X1和X2基因间有一个断裂.如同其他禾本科作物,A1和X2基因在部分同源染色体保留共线性,Sh2和X1直向同源依然是共线性,但在非部分同源染色体的位置已改变.植物基因可以通过多倍体化,节段重复及局部基因扩增3种途径增加序列的数量.单个基因内,微共线性常被破坏.对基因组直向同源区段的初步比较分析暗示,植物基因组内基因局部扩增和易位也许有某些关联.     

从水稻基因组序列中挖掘生物信息

重点介绍了在水稻基因组序列分析方面取得的几项最新研究结果.内容主要包括:水稻基因组被证实曾发生过全基因组倍增;水稻基因组大小变化的趋势;水稻籼粳亚种的分化时间比以前估计的100万年前要迟得多;对水稻基因产生GC含量负梯度现象的解释.