多组学关联分析作物耐逆境胁迫研究进展

组学包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学及离子组学等。随着测序技术和手段的不 断发展,多组学的关联分析已成为研究作物抗逆应激反应常用的技术手段,并在此基础上对控制重要农艺性状 的基因进行研究。分别对转录组学与蛋白质组学,转录组学与代谢组学,蛋白质组学与代谢组学,转录组学、 蛋白质组学与代谢组学等不同组学结合的关联分析在作物响应逆境胁迫（非生物胁迫和生物胁迫）以及基因功 能研究、辅助育种的研究进展进行综述,并展望了多组学结合的关联分析充分利用综合分析的数据,对筛选到 的核心数据的验证以及在育种中的应用。多组学结合的研究方法可揭示作物响应逆境胁迫的分子机理,为未来 培育抗逆品种提供新思路。     

基于生物信息学的甘薯基因组学等研究进展

甘薯是重要的粮食、工业原料和新型能源作物,同时具有较高的营养价值.近年来,随着生物信息学分析手段、二代测序技术的发展,甘薯的基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学研究取得了较大进展.本文主要综述了近年来基于生物信息学技术,甘薯及其近缘野生种在基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等方面研究中的进展,为甘薯品种改良提供参考和借鉴,并展望了甘薯未来的研究方向.     

组学技术及其在微藻研究中的应用

微藻是最有前景的生物原料及对环境友好的生物能源提供者。近年来,微藻与组学技术结合探究分子作用机理的研究日益增多。阐述微藻在组学方面的研究进展,分别从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、细胞组学5大组学方面进行了综述,阐述了组学技术在微藻研究中的应用,并对微藻的研究前景进行了总结与展望,以期进一步认识微藻的生理过程、基因功能、代谢机制及其在产油、制氢、固碳等方面的应用。     

金属纳米材料的植物生物效应及其多组学研究进展

金属纳米材料(MNMs)在农业领域中的广泛应用,已经引起国内外学者对其生态风险的关注。传统毒理学研究方法与组学技术(转录组学、代谢组学和蛋白质组学)相结合,逐渐成为当前纳米生态毒理学研究领域的主要手段。本文首先从植物生长效应、亚细胞及生理生化水平等不同层次,分别评述了MNMs植物效应的传统毒理学研究的主要发现;其次,阐述了转录组学、蛋白质组学以及代谢组学等多组学技术在MNMs植物毒理学领域中应用的最新研究进展,旨在进一步揭示MNMs植物效应潜在的分子机制;最后分析了该领域的研究现状、尚待解决的问题和未来发展方向,并提出今后的研究思路。     

整合多个组学(omics)分析植物代谢产物及其功能

对生物体在体内生命过程中产生的一系列代谢产物做全面分析将有助于揭示生物基因型和表型之间的联系。代谢组学是应用"组学",包括基因组学、转录组学和蛋白质组学,综合分析代谢产物的方法;通过使用先进的分析技术结合应用新一代测序和统计学方法来提取信息,对数据诠释,实现细胞代谢物识别和量化,从而理解生物体对环境刺激或基因干扰的生物学反应。今简介代谢组学的数据库资源及研究方法,并以最近3～5年的应用实例来诠释植物代谢组学最新进展,包括植物在非生物胁迫下的响应及代谢谱的变化,诱发突变和转基因事件对代谢谱的影响,代谢产物的鉴定及其进化。     

多层组学在植物逆境及育种中的研究进展

多层组学主要包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学,是系统生物学的重要组成部分。近年来,随着生命科学在植物中的研究和不同组学技术的迅速发展,已迈入了多组学时代,并且广泛应用在植物响应逆境胁迫及辅助育种方面,成为研究植物响应逆境胁迫不可或缺的重要手段。笔者主要结合多层组学在植物响应逆境胁迫机理及代谢通路中的最新研究进展,对植物响应逆境胁迫(非生物胁迫和生物胁迫)、基因功能研究及辅助育种的研究进展进行综述,并强调将基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等学科交叉结合起来进行研究来揭示植物响应逆境胁迫的分子机理,为未来培育抗逆品种提供新思路。     

蛋白质互作组学技术及其在植物 研究中的应用进展

蛋白质互作组学技术是一门鉴定和量化蛋白质与其他代谢物或蛋白质等分子相互作用的前沿技 术,已成为研究植物系统生物学和多组学研究的重要组成部分。近年来,基于质谱的组学技术迅速发展,也促 进蛋白质 - 代谢物相互作用（Protein-metabolite interaction, PMI）、蛋白质 - 蛋白质相互作用（ Protein-protein interaction, PPI）的发现和验证方法取得巨大进步 , 这些蛋白质互作组学技术在功能基因组和功能代谢组研究中 逐渐展示出巨大的应用潜力。系统总结了过去 10 年不同蛋白质互作组学技术（主要包括 PMI 和 PPI）的分析策略, 并详细分析了它们各自的优缺点和适用的相互作用类型,综述了蛋白质互作组学技术在植物研究领域的应用进 展,对植物蛋白质互作组学技术的应用策略和需要攻克的关键技术瓶颈进行了总结。蛋白质互作组学技术的不 断发展将进一步推动植物胞内信号转导及代谢调控通路的解析,而精准解析信号网络中关键相互作用将为植物 自身生长发育以及适应外界环境等机制研究提供重要的信息。     

植物响应低温胁迫组学研究进展

低温是限制植物生长和分布的主要逆境因子之一。植物遭受低温胁迫时会迅速启动相关基因,进行转录调控,合成相应蛋白质,进而控制代谢物的合成。为了抵御和适应低温环境,植物形成了复杂的调控网络。随着现代分子生物学迅速发展,组学已经成为植物响应逆境胁迫机理研究的重要方法,如基因组、转录组、蛋白质组和代谢组。这些组学研究技术相结合,能够为探究植物响应低温胁迫的基因调控网络提供有力手段。本文综述转录组、蛋白质组与代谢组等组学技术用于分析植物应答低温胁迫的研究进展,以期为揭示植物耐寒机理及优良耐寒植物的筛选与培育提供参考。     

基于多组学的真菌病毒与寄主真菌互作的研究进展

阐述了多组学包括代谢组学、转录组学和蛋白组学技术的原理、方法和步骤,并结合其在弱毒真菌病毒中研究的案例,全面分析了代谢组学、转录组学和蛋白组学技术在真菌病毒与寄主真菌互作中的研究现状、未来的研究方向以及具备的高灵敏度、高通量优势,有助于深度探究真菌病毒对寄主真菌的影响及其分子机制,并为判断真菌病毒能否作为植物真菌病害生物防治因子提供方法和思路。     

组学技术在奶牛乳房炎上应用的相关研究进展

奶牛乳房炎发病率较高、病因复杂,是影响世界奶牛业发展的主要常见疾病之一。由金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、链球菌等病原体引起的临床和隐形乳房炎对动物性食品安全及畜牧业的正常发展构成巨大安全隐患,全球每年因奶牛乳房炎导致的经济损失多达数十亿美元。近年来随着测序技术的不断突破和测序成本的不断降低,生命科学的研究进入了多组学时代,其在畜牧业中的应用也越来越广泛。对奶牛乳房炎来说,传统的组织病理学筛查、体细胞计数、牛乳pH检测、牛乳电导率检测、酶活检验、红外热显影等诊断技术由于其自身的局限性难以充分全面地阐明其发病机理,已不能满足科研人员的需求。组学技术即Omics,主要包括基因组学技术、蛋白质组学技术和代谢组学技术等。通过基因组学研究不仅能从转录层面上揭示奶牛乳房炎复杂性状的表型变异及遗传基础,还能从转录后调控（miRNAs、LncRNAs等）和表观遗传学修饰（DNA甲基化、组蛋白修饰等）层面挖掘出相关的DNA和RNA变化及多分子间的相互作用规律,能够帮助我们更好地了解奶牛乳腺组织对病原体的免疫应答机制,筛选鉴定出乳房炎抗性的信号通路及关键候选基因,从而提高基因组预测或选择的准确性。利用蛋白质组学技术能够对不同环境不同状态的牛乳及乳腺组织的蛋白质种类、表达丰度、蛋白互作、翻译后修饰等进行比较分析,对差异表达的蛋白质经过COG功能注释、数据库比对、GO和Pathway富集分析,可以从蛋白水平揭示乳房炎发生及防御过程中的复杂调控机制,同时还能发现乳房炎诊断的标记分子,进而为乳房炎治疗药物的研发提供潜在的精准靶点。代谢组学是系统生物学的重要组成部分。通过代谢组学研究,能够同时对机体在内、外环境等复杂因素作用下及特定生理时期内所有低分子量代谢产物（如氨基酸、脂类、碳水化合物等）进行精准、高效的定性和定量分析,从而阐明相关的代谢途径;其作为基因表达的最下游,能使基因和蛋白质表达的微小变化在代谢物水平上得到放大,进而可以更充分地反映细胞功能。将代谢组学技术应用到奶牛乳房炎研究中,能够分析出差异代谢物、鉴定出相关的生物标志物,进而揭示奶牛乳腺的生理及病理变化过程。总之,将各组学技术及多组学整合关联分析应用到奶牛乳房炎研究中可以更深入地揭示其病原防御机制,进而为乳房炎的预测、诊断和治疗提供有价值的参考和借鉴。本文就最近几年组学技术在奶牛乳房炎领域的研究进展进行综述,以期为我国奶牛健康及奶业安全发展提供指导。     

柑橘育种的基因组学基础研究进展

柑橘是世界上最重要的园艺植物,也是很难使用常规育种方法改良的植物之一。从柑橘育种的角度,讨论了近年来柑橘基因组学研究的进展,包括基因图、物理学图、ESTs、基因芯片、转录组学、蛋白组和代谢组学的研究进展。     

植物代谢组学应用研究——现状与展望

植物产生超过20万种代谢物(分子量小于1 000的有机化合物),这些代谢物在植物的生活史中发挥着重要的生理功能。因此,植物代谢组学在现代植物生物学研究及其生物技术应用中发挥着非常重要的作用。通过代谢组学和转录组学数据(或其他组学数据)的关联分析,人们可以更加快速地解析参与代谢网络的基因功能。最近,植物代谢组学在一些新兴的研究领域(如代谢流组学,辅酶因子组学等)也扮演着越来越重要的角色。对作为植物功能基因组学和系统生物学研究工具的代谢组学研究现状与展望做一个概述,以期为了解并研究相关领域提供参考。     

植物在非生物胁迫下代谢组学与转录组学的研究进展

在非生物胁迫下,植物主要通过重新配置转录调控网络与代谢网络以维持平衡.近年来代谢组学与转录组学等生物技术的发展,有助于对非生物胁迫下植物体内的代谢物与转录因子等关键组成部分进行鉴定.本文列举了目前用于分析植物代谢组学与转录组学的主要技术及其特点,介绍了代谢组学及转录组学目前在植物抗逆性中的应用.对近年来植物在温度胁迫、...     

基于代谢组学的重要热带植物的研究进展

代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白组学之后发展起来的一门新兴的组学技术,近年来已经在植物研究领域中显现其重要作用,同样植物代谢组学的发展也推进了热带植物的深入研究。本文主要综述了植物代谢组学的发展进程及其在重要热带作物[椰子（Cocos nucifera L.）、橡胶树（Hevea brasiliensis）、油棕（Elaeis guineensis Jacq.）、木薯（Manihot esculenta Crantz）]和药用植物[槟榔（Areca catechu L.）、胡椒（Piper nigrum L.）、海南粗榧（Cephalotaxus hainanensis Li）、砂仁（Amomum villosum Lour.）]中的综合运用,并介绍了结合多组学技术开展相关研究的进展,最后,对未来的研究方向提出了展望,旨在为进一步的热带植物代谢生物学研究及其开发利用提供参考。     

木材形成的分子生物学研究——“多组学”在应力木系统中的应用

为了满足人们对木材的需求和缓解对森林的压力、培育品质与产量兼优的树木品种,以及在分子整体水平上认知木材形成的生物学过程,在阐述分子生物学基础知识和木材形成的生物学过程的基础上,以应力木系统为例,从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和生物信息学数据处理5个方面,阐述了多组学技术在木材形成的分子生物学研究中的应用。根据目前这一领域的研究存在的不足,提出了该领域未来的研究方向。     

代谢组学在动物育种中的应用现状与前景展望

代谢组学是一门新兴的学科,与基因组学、蛋白质组学等共同构成系统生物学。近年来,代谢组学发展迅速,并在疾病诊断、生物医药研发、食品营养与科学、药理毒理学、环境科学、植物科学以及动物育种等众多领域均有应用。系统介绍了动物育种中小分子代谢物在遗传参数估计、品种（系）鉴定、重要经济性状鉴定、多组学关联分析以及动物疾病模型制备中的应用及最新研究进展,分析代谢组学研究中存在的问题。随着其研究方法的不断完善和优化,越来越多代谢物被人们所了解认识,在农用动物育种中代谢组学技术的研究逐渐增多,代谢组学必将成为动物育种的一种有力手段。     

现代生物学研究中的“组学”

当代生物学研究中,形形色色的"组学"不断诞生,主导并推动了系统生物学的快速发展.组学研究涉及核酸、蛋白、代谢物、表型等各个层次,主要包括基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学、离子组学、相互作用组学、表型组学等.结合国内外最新研究动态,对上述组学的概念、研究技术及进展等进行系统论述.     

植物代谢工程研究进展

植物代谢工程是采用分子生物学、生物化学、功能基因组学、蛋白组学和代谢组学方法阐明植物复杂的代谢途径和代谢网络的分子机理,通过遗传工程技术在分子水平上调控代谢途径,以提高目标代谢物产量或降低有害代谢物的积累。本文综述了植物代谢工程,包括次生代谢关键酶基因工程、转录因子或调节基因的基因工程等方面的研究进展,以及系统生物学在植物代谢工程研究方面的应用。     

盐芥耐盐机制的组学研究

综述了盐生模式植物盐芥耐盐机制研究的组学研究进展,对盐芥耐盐转录组学、蛋白质组学、代谢组学的研究进行了详细的分析和探讨,系统生物学研究方法将促进植物耐盐机制的深入认知。     

多组学分析技术在肉牛生长发育研究中的应用

肉牛的生长发育受到遗传、环境和营养等多种因素的综合调控。随着高通量组学技术的发展,基因组学、转录组学和代谢组学等多种组学技术的应用,为肉牛生长发育调控机制的解析提供了“基因变异-基因表达量-代谢分子”等不同层次的遗传信息。该文介绍了几种主要的组学分析方法,对不同组学在肉牛生长发育遗传机制解析中的应用进行了阐述,并进一步对多组学在肉牛生长发育遗传机制解析的发展前景进行了展望。