三维基因组学概述及其在农业生物育种方面的研究进展

真核细胞中染色质以不同层次的三维结构有序的折叠在细胞核中,其空间层次结构对基因的表达调控和细胞发挥正常的生理功能都起着重要的作用,在动物育种方面具有很大潜力,但尚未被完全探索。本文介绍三维基因组的结构单元(染色质疆域、A/B 区室、拓扑关联结构域和染色质环)以及研究三维基因组的主要技术,对三维基因组学在农业中的研究进展和应用前景进行了探讨,旨在深入了解三维基因组学的功能和应用前景,以期为生物育种改良提供部分帮助。     

哺乳动物合子基因组激活过程中的染色质重塑

哺乳动物受精后,终末分化的卵子和精子结合并转变为具有全能性的受精卵,从而产生胚胎。胚胎发育最初由卵母细胞储存的基因产物指导,然后完成由母源到合子的过渡（maternal-to-zygotic transition,MZT）。母源mRNA逐渐被降解,合子基因组开始转录,合子的发育由自身调控。伴随着胚胎发育的进行,表观基因组经历了剧烈的重编程,表观遗传修饰在胚胎发育过程起到重要调控作用。其中,染色质重塑是指开放（转录激活）和关闭（转录抑制或沉默）染色质结构之间的动态变化。核小体在染色质上的不均匀分布导致基因组不同区域的松散程度不同,染色质可及性高的区域比较松散,易与转录因子结合,通常是重要的调控区域。染色质重塑通过调节DNA结合蛋白的基因组可及性,参与合子基因表达的调控,在合子基因组激活（zygotic genome activation,ZGA）过程中起到重要作用。作者讨论了伴随ZGA的整体染色质结构（和局部染色质可及性）的变化,以及它们在ZGA中的作用,为深入理解合子基因表达的调控机制提供参考。     

豆科模式植物蒺藜苜蓿基因组研究进展

鉴于豆科植物的重要性和特殊性,近年来国际上发起将蒺藜苜蓿作为豆科基因组研究模式植物。由于具有基因组小、染色体数为2×8(2n=16)、生长期短、自花授粉、根瘤固氮、遗传转化效率高、与豆科主要作物亲缘关系较近等特点,蒺藜苜蓿已代替百脉根(Lotus japonicusL.)做为豆科模式植物。国际蒺藜苜蓿基因组研究计划于2001年启动,基因组全序列测定即将完成。目前已经构建了细胞遗传学图谱、物理图谱和遗传图谱,获得EST序列189714条。蒺藜苜蓿基因组长度470Mbp(1C=0.47pg,2C=1.15pg),基因密度7Kbp/基因,平均GC含量33.3%。细胞遗传学分析表明,蒺藜苜蓿染色体基因组分成常染色质和异染色质两个明显的区域,常染色质区富集基因,异染色质区富集大量重复序列。蒺藜苜蓿80%的基因组以异染色质的形式聚集在着丝粒附近。蒺藜苜蓿与苜蓿和豌豆有非常高的共线性关系,与大豆在宏线性水平和微线性水平也有较高的共线性关系,是豆科作物比较基因组研究的好材料,有待在我国开展相关的研究。     

急性感染期猪伪狂犬病病毒部分基因组染色质状态

为探究急性感染期猪伪狂犬病病毒(PRV)在宿主细胞内基因组染色质的状态,首先建立PRV实时荧光定量PCR(qPCR)方法并测定0.1 MOI PRV感染Neuro-2a细胞后病毒基因组的复制动态,然后收集PRV感染Neuro-2a细胞的样品进行染色质免疫共沉淀试验(CHIP),并通过qPCR测定病毒部分DNA与组蛋白H3结合形成的染色质状态。结果显示,PRV急性感染Neuro-2a细胞后,部分基因组以染色质结构存在,并与病毒复制有一定相关性。本研究成功建立用于研究PRV基因组染色质状态的CHIP试验方法,为PRV急性感染期表观遗传学研究提供依据。     

染色质开放性与动物胚胎发育关系的研究进展

染色质开放性是指核小体或转录因子等蛋白与真核生物染色质DNA结合后,对其他蛋白能否再结合的开放程度,这一特性能够反映转录活性.染色质结构是动态变化的,染色质开放性与动物生长发育、细胞分化等过程密切相关,基因组开放染色质高效精准定位可为解析基因表达调控机制提供重要线索.本文介绍染色质开放性检测方法、染色质开放性的影响因素...     

动物RNA病毒载体对外源基因的表达

重组DNA技术的出现，为分析、改造生物基因组提供了先进的技术手段，人们可在分子水平上深入研究和阐述基因组结构和功能以及两者间的关系。病毒是自然界中基因组相对较小的微生物，人们对其结构的了解较为容易，但其基因组比其他生物更易发生突变，每年都有许多新病毒或病毒变种出现。病毒基因组这种多变的特点为人们在分子水平上对病毒进行缺失、     

国务委员陈至立为基因组应用研究联合实验室揭牌

鉴于家蚕基因组研究的重大理论意义与广阔应用前景,西南农业大学与中国科学院北京基因组研究所在合作完成了家蚕基因组框架图绘制的基础上,紧接着于2 0 0 3年11月在西南农业大学建立“西南农业大学·中国科学院北京基因组研究所基因组应用研究联合实验室”。两单位拟在联合实验室的合作框架下,深入开展家蚕等基因组信息与功能基因的产业应用研究。11月15日下午,国务委员陈至立在视察西南农业大学蚕桑学重点实验室后,与重庆市市长王鸿举、科技部吴忠泽等领导一起为该联合实验室揭牌。联合实验室的建立,有利于发挥两单位在资源、技术、信息等…     

猪基因组结构变异研究进展

结构变异（structural variation,SV）广泛分布在基因组中,并主要以缺失、插入、重复、倒位和易位的形式出现。SV可以通过不同的机制直接或间接影响基因剂量,从而导致畜禽的表型变异,甚至引起疾病。随着分子生物学的发展和新基因组技术的进步,SV在猪基因组的研究越来越多,主要包括繁殖性状、肉质性状、生长性状、毛色、疾病等。本文参考了国内外相关报道,对SV的定义、分类、形成机制、检测方法以及在猪基因组的研究进展进行综述,并对目前SV研究存在的问题提出了建议以及未来的研究趋势进行了展望。     

家禽RNA病毒的反向遗传学原理及其应用

目前绝大多数家禽病毒基因组序列已经测定完毕,家禽病毒基因组的研究已经由结构基因组时代进入功能基因组的时代,于是家禽病毒的反向遗传学应运而生。经典的正向遗传学研究策略是从功能或表型的突变体出发,寻找主导相关功能或表型的基因;而反向遗传学则是从制造基因的突变体以检测生物体表型出发,得知基因的功能。     

全基因组选择模型研究进展及展望

全基因组选择是一种利用覆盖全基因组的高密度标记进行选择育种的新方法,可通过早期选择缩短世代间隔,提高育种值估计准确性等加快遗传进展,尤其对低遗传力、难测定的复杂性状具有较好的预测效果,真正实现了基因组技术指导育种实践。随着芯片和测序技术日趋成熟,高密度标记芯片检测成本不断降低,全基因组选择模型的不断升级和优化,预测准确性不断提高,全基因组选择已成为动物遗传改良的重要手段和研究热点。目前,全基因组选择已经成为奶牛遗传评估的标准方法,并取得重要进展,在其它物种中的应用正在逐步开展。本文主要对全基因组选择的统计模型发展进行综述,总结全基因组选择在动物遗传育种中的应用现状,讨论当前存在的问题,并对全基因组选择模型的发展方向和应用前景进行展望。     

水禽基因组选择研究进展

水禽是世界家禽养殖的重要组成部分，我国水禽产业包括肉鸭、蛋鸭及鹅三大产业。中国已经成为世界上最大的水禽生产国，中国的鸭和鹅饲养量和出栏量稳居世界第一。基因组选择作为一项重要的育种技术，已经在奶牛、生猪等家畜中得到广泛应用，其利用覆盖整个基因组的SNP位点，通过固态芯片、液态芯片、全基因组重测序、简化基因组测序等多种基因型测定手段，通过提高育种值估计的准确性、早期选择并为难以度量性状的提供基因组育种值等方法来加快性状改良速度，显著加快了性状遗传进展。然而，水禽基因组选择刚刚起步，如何根据水禽育种特点，加快基因组选择在水禽育种应用具有重要价值。本文综述了水禽基因组育种相关技术发展现状，并对未来发展提供了相关建议，以期为我国水禽育种工作提供参考和借鉴。     

体细胞核移植胚胎的DNA甲基化状态

尽管多种体细胞核移植动物已经诞生,但核移植效率很低。目前普遍认为核移植动物胚胎基因组重编程(主要是甲基化)异常是核移植效率低的主要原因。本文主要论述了体细胞核移植胚胎的DNA甲基化状态。     

基因组表观重编程对体细胞核移植成功率的影响

基因组表观重编程缺陷是影响体细胞核移植效率的主要因素,本文讨论了表观重编程的两大主要机制——DNA甲基化及组蛋白修饰及其对体细胞核移植重构胚胎发育的影响,并综述了几种促进核重编程的方法。     

哺乳动物附植前胚胎的基因表达调控

哺乳动物胚胎附植前期包括:合子的形成,胚胎基因组的激活和细胞分化的开始。在这个时期,发育由母源物质控制转为合子基因控制,在此过程,同时形成染色质介导的转录抑制时期,要解除抑制必须经过胚胎基因组的激活。通过对体内、外附植前胚胎的mRNA的表达特点以及它们与成功发育联系的研究,可以筛选出最佳的体外培养条件,设计最佳的核移植方案。     

猪瘟病毒研究进展

本文对猪瘟病毒已经定位5种结构和非结构蛋白以及猪瘟病毒的抗原检测、感染性检测、基因组检测、抗体检测技术进展进行了较为系统的综述，以期望最终寻找出彻底控制猪瘟的办法。     

全基因组测序在畜禽中应用的研究进展

在基因组研究方面,目前全基因组测序已由第一代测序技术发展到第三代测序技术,全基因组测序与传统方法相比具有更加全面、精准、高效等优势。随着测序技术的发展和费用的降低,全基因组测序（whole genome sequencing,WGS）技术逐渐成为基因组研究应用最广泛的技术。全基因组测序已经在畜禽起源进化、重要经济性状基因挖掘、分子育种等方面取得了诸多成果。通过全基因组重测序,能够发现拷贝数变异（copy number variation,CNV）及单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）变异,丰富现有的CNV和SNP数据库,为抗病、生长、食欲、代谢调节、表型、环境适应机制及重要经济性状基因的分析提供重要数据。作者针对全基因组测序技术在主要畜禽上的研究进展,综述了全基因组测序在畜禽的品种遗传多样性、群体演变机制、功能基因挖掘等研究中的应用,并探讨了全基因组测序存在的问题,旨在为畜禽种质资源保护和分子育种实践提供参考。     

减蛋综合征病毒的分子生物学

减蛋综合征病毒具有典型的腺病毒形态结构,其基因组长33.2kb,分子量为22.6×106Da,各地分离株间有变异。以DNA复制为界,EDSV基因组分为早期E区(包括Eib、E2a、E2b、E3和E4区)和晚期L区(L1－L5区),早期区编码病毒复制所必需的酶类;晚期区编码五邻体、六邻体等主要结构蛋白,以及DNA结合蛋白、末端前体蛋白等病毒包装蛋白。EDSV分子生物学的深入研究为建立本病的诊断与防制技术,开发理想的表达载体系统,及确定其在病毒学中的分类地位奠定了基础。     

基因型测定对生猪生产者有怎样的用处

像SNPs、基因组选择和基因组育种类似术语在奶牛业早已为人们所熟悉了,与猪基因组测序相关的技术虽然在猪业起步较晚一些,但是现在的工作进行得不错.本文介绍了目前的工作进行情况以及该项技术给养殖业提供的前景.     

畜禽基因组选择方法研究进展

畜禽的选种选育在生产中至关重要,育种值估计是选种选育的核心。基因组选择（genomic selection,GS）是利用全基因组范围内的高密度标记估计个体基因组育种值的一种新型分子育种方法,目前已在牛、猪、鸡等畜禽育种中得到应用并取得了良好的效果。该方法可实现畜禽育种早期选择,降低测定费用,缩短世代间隔,提高育种值估计准确性,加快遗传进展。基因组选择主要是通过参考群体中每个个体的表型性状信息和单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）基因型估计出每个SNP的效应值,然后测定候选群体中每个个体的SNP基因型,计算候选个体的基因组育种值,根据基因组育种值的高低对候选群体进行合理的选择。随着基因分型技术快速发展和检测成本不断降低,以及基因组选择方法不断优化,基因组选择已成为畜禽选种选育的重要手段。作者对一些常用的基因组选择方法进行了综述,比较了不同方法之间的差异,分析了基因组选择存在的问题与挑战,并展望了其在畜禽育种中的应用前景。     

绵羊基因组测序及应用研究进展

随着测序技术的不断发展,测序价格的平民化使得基因组测序及应用普及到各个物种。绵羊作为人类重要的经济动物,其基因组研究近年来取得了重要进展,在绵羊起源、进化和适应性及功能基因鉴定等方面的研究取得了重要成果。该文重点综述绵羊的全基因组de nono测序进展及全基因组重测序在解析绵羊品种遗传多样性、揭示进化适应机制、功能基因定位等方面的研究应用,以期为绵羊的生物学研究提供方法参考,也为绵羊品种资源的保护和利用及分子育种提供参考。