蛋白质组学在农业中的应用

随着拟南芥、水稻等模式植物基因组测序的完成,植物基因组学的研究重点已经转变为功能基因组学研究。蛋白质组学是后基因组时代——功能基因组学研究的新兴学科和热点领域。本文简要介绍了蛋白质组学产生的背景、蛋白质组学的含义和研究方法。研究方法主要包括以双向聚丙烯酰胺凝胶电泳为主的蛋白分离技术(2-DE)和以质谱(Mass-spectrometry)分析为主的蛋白鉴定技术。本文详细评述了蛋白质组学技术在农业科学研究中的应用,如核不育和细胞质雄性研究,病虫害等生物胁迫蛋白质组学研究,缺氧胁迫、热胁迫、损伤胁迫等非生物胁迫研究、各种突变体研究、组织和细胞器(叶绿体、线粒体等)蛋白质组研究等。最后展望了蛋白质组学在农业科学研究中的应用前景。     

基于双向电泳技术的植物差异蛋白质组学研究进展

随着拟南芥、水稻等模式植物基因组测序的完成,植物基因组学的研究重点已经转变为功能基因组学研究,蛋白质组学研究是功能基因组学研究的核心内容之一,它有助于从分子水平上了解植物功能。经典的双向电泳技术是蛋白质组学研究的支撑技术,本文综述了基于双向电泳技术的植物在生长发育过程中和外界环境胁迫下不同器官及亚细胞结构的差异蛋白质组学研究进展,最后提出了蛋白质组学技术目前所面临的问题并展望了其前景。     

蛋白质组学及其在食用菌中的研究进展

近十几年来,随着人类全基因组测序工作的顺利完成,部分生物全基因组的测序也相继完成,生命科学研究随之步入后基因组时代。蛋白质组学(Proteomics)作为后基因组学的重要组成部分得到了快速发展,而食用菌蛋白质组学研究却相对较少,并且研究内容主要集中在差异蛋白质组学方面。本综述对蛋白质组学主要的研究内容和常用技术进行了简要的介绍,并对当前蛋白质组学技术在食用菌研究中的应用情况展开综述。最后对蛋白质组学技术在食用菌中的应用及开发前景进行了展望,为蛋白质组学在食用菌中的研究提供一定的理论参考依据。     

速递

棉花新品种培育技术从传统走向分子阶段，“863计划”功不可没。在该计划的“优质高产棉花分子品种创制”和“棉花功能基因组学研究与应用”等项目的支持下，研究人员建立的棉花遗传转化平台，为棉花外源基因功能验证提供了技术支撑；完成的棉花基因组测序。     

基因组学引领生物育种变革

正记者从近日举行的第五届国际农业基因组会议暨深圳国际食品谷研讨会上获悉,现代农业研究已迈入生物组学大数据时代,特别是基因组学及其衍生技术在生物育种中发挥着重要的引领作用。基因组学是对生物体所有基因进行集体表征、定量研究及不同基因组比较研究的一门交叉生物学学科。基因组学主要研究基因组的结构、功能、进化、定位和编辑等,以及它们对生物体的影响。农业农村部种子管理局巡视员周云龙指出,农业基因组学技术,在种业领域,不仅能大幅提高传统育种     

我国棉花基因组学研究取得国际领先地位

由中国农业科学院棉花研究所主持,深圳华大基因研究院、北京大学等单位共同完成的二倍体棉花-雷蒙德氏棉的全基因组草图于8月26日发表在国际权威学术期刊《自然——遗传学》,标志着我国棉花基因组学研究取得了国际领先地位。     

雷蒙德氏棉PIF-like转座元件鉴定与特征分析

PIF-like转座元件在植物基因组中含量丰富,是植物DNA转座子的重要组成部分。利用基因组学和生物信息学的研究手段,系统研究了雷蒙德氏棉全基因组水平PIF-like转座元件的数量、染色体分布、结构特征、表达模式及相邻基因的种类和功能等,共鉴定了440条包含转座酶且插入位置明确的PIF-like转座元件。这些元件几乎均匀地分布在13条染色体上,上下游2 kb内共有171个相邻编码蛋白的基因,其中132个基因注释到了GO数据库中,且这些基因的功能分布广泛;部分PIF-like转座元件表达,且具有组织特异性。这些遗传信息为深入研究棉花PIF-like转座元件介导的基因和基因组的进化规律以及棉花基因的功能奠定基础。     

陆地棉MIKC~C基因家族的全基因组分析

【目的】MIKC~C是1类保守的转录因子家族,参与调控植物的开花时间和花器官发育。通过对MIKC~C家族进行全基因组学分析,为深入研究MIKC~C在棉花开花及花器官发育的分子调控机理提供基础。【方法】利用HMMER 3.0及pfam种子文件鉴定棉花全基因组MIKC~C基因,结合其表达量进行偏向表达及聚类分析。【结果】在陆地棉基因组中共鉴定发现100个MIKC~C基因,分为11个亚类。表达聚类分析显示,棉花MIKC~C基因的表达模式大致可分为4个不同的类群,说明这类基因在棉花进化中出现了功能分化。100个MIKC~C基因中,有12个基因具有miRNA靶位点。【结论】研究结果显示MIKC~C家族基因在棉花纤维中存在功能分化,而且可能受到miRNA的调控,这为进一步研究该家族基因的功能提供信息参考。     

科技动态

2009年科研热点美国《科学》杂志预测2009年的科研热点将涉及植物基因组学、海洋研究和全球变暖等领域。在植物基因组学研究领域,美国政府正在进行玉米基因组的测序工作,预计2009年将发布测序结果。除玉米这一重要作物外,明年有望被破译基因组的植物还将有:大豆和粟(即谷子)等农作物;可     

棉花功能基因组研究进展

棉花是重要的经济作物。近年来棉花功能基因组研究发展迅速,高通量测序技术应用于棉花研究,二倍体和四倍体棉花基因组测序陆续完成,棉花全基因组重测序及关联分析相继涌现,大量的棉花功能基因被分离鉴定。本文回顾了棉花功能基因组研究的历程,重点介绍了棉花基因组测序和棉花栽培品种全基因组关联分析相关研究成果,并总结了棉花纤维和腺体发育中的关键功能基因及棉花抗旱、抗盐碱等功能基因研究进展,为全面了解棉花重要农艺性状形成的遗传基础和棉花遗传改良提供理论参考。     

多年生黑麦草分子标记应用及基因组研究进展

多年生黑麦草(Lolium perenne L.)是一种重要的栽培牧草,具有多年生、植株繁茂、叶多质嫩、可消化物质产量高等特征,适宜用作饲草及草坪草,具有经济价值和生态效益。本综述总结概括了多年生黑麦草分子标记的开发与应用进展,重点介绍分子标记在多年生黑麦草遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、QTL定位分析中的应用情况,并简述了多年生黑麦草基因组研究进展。旨在为进一步发掘多年生黑麦草基因组结构和功能特点,选育优良黑麦草品种提供理论依据。     

棉花单核苷酸多态性标记研究进展

单核苷酸多态性标记已在农作物研究中得到广泛应用并取得重大进展。为了便利棉花SNP(Single nucleotide polymorphism)标记的研究和应用,介绍了利用基因芯片、简化基因组测序、重测序等在棉花中开发SNP标记的方法 ,综述了SNP标记在棉花遗传图谱构建、数量位点的定位和分子标记辅助育种、基因组测序以及系统进化等研究中的应用。并对异源四倍体棉花中SNP标记开发时,同源序列位点和部分同源序列位点上的SNP标记辨别问题进行了系统探讨,对其快捷的开发、检测方式和在数量基因定位中的应用前景进行了展望。     

棉花叶绿体基因组的研究进展

近年来,随着分子生物学技术的应用与发展,对棉花叶绿体基因组也有了新认识。本文概述了棉花叶绿体基因组的研究进展,从棉花叶绿体基因组的图谱、功能基因的克隆及研究、叶绿体RNA编辑以及叶绿体转化等方面进行了介绍和评述,并对其在基础研究与应用研究中的前景进行了展望。     

用cDNA-AFLP技术构建基因组转录图谱

以分离群体mRNA反转录的cDNA为模板进行AFLP分析，在保留AFLP多态性丰富、稳定性高、无需了解序列信息等优点的同时，集中显示基因组表达序列的多态性差异，已逐渐发展成为基因差异表达显示、表达基因遗传连锁作图和基因克隆的常用方法。本文介绍了作图群体组配、总RNA提取与mRNA分离、cDNA合成、AFLP分析、转录图谱多态性分析作图等cDNA-AFLP分析的主要技术。     

Converting restriction fragment length polymorphism to single‐strand conformation polymorphism markers and its application in the fine mapping of a trichome gene in cotton

A well‐characterized and systematically organized collection of genetic markers is crucial in the study of any crop species. It is the basis of map‐based gene cloning and crop improvements through marker‐assisted selections. Single‐strand conformation polymorphism (SSCP) has been a robust way of discovering new polymorphisms in marker development without the requirement of sequencing. Here, we report the first approach of applying SSCP marker discovery methods in the genetic map construction and gene mapping of cotton species. A total of 80 restriction fragment length polymorphism (RFLP) markers were selected from a region on published cotton genetic maps around the T1 gene related to cotton trichome. Among the 80 RFLPs, 28 showed polymorphisms through SSCP, showing a polymorphic rate of approximately 35%, which is much higher than that of simple sequence repeat (SSR) markers in the same region (7.8%). By integrating these newly generated SSCP markers, a detailed genetic map was reconstructed around this region using an F₂ population derived from a cross between Gossypium arboreum and G. herboceum. The reconstructed region comprises 22 SSCP markers, eight SSR markers and the T1 gene, spanning 21.6 cM. The marker order of the new map agrees well with published reference RFLP maps. The above results suggest that SSCP method can be applied very efficiently and reliably to the marker development of cotton genomes. It will prove to be even more valuable and robust after the public release of cotton whole‐genome sequences.     

Comparative genomics of Brassicaceae crops

The family Brassicaceae is one of the major groups of the plant kingdom and comprises diverse species of great economic, agronomic and scientific importance, including the model plant Arabidopsis. The sequencing of the Arabidopsis genome has revolutionized our knowledge in the field of plant biology and provides a foundation in genomics and comparative biology. Genomic resources have been utilized in Brassica for diversity analyses, construction of genetic maps and identification of agronomic traits. In Brassicaceae, comparative sequence analysis across the species has been utilized to understand genome structure, evolution and the detection of conserved genomic segments. In this review, we focus on the progress made in genetic resource development, genome sequencing and comparative mapping in Brassica and related species. The utilization of genomic resources and next-generation sequencing approaches in improvement of Brassica crops is also discussed.     

小麦抗白粉病基因pm42的EST连锁图谱构建和比较基因组学分析

目的基因精细遗传连锁图谱的构建是图位克隆的基础,小麦功能基因精细遗传连锁图谱的构建依赖于比较基因组学分析。水稻和短柄草(Brachypodium distachyon)基因组序列是小麦比较基因组学分析和功能基因精细遗传定位的重要工具。本研究利用小麦、短柄草和水稻的基因组共线性关系对小麦抗白粉病基因pm42进行比较基因组学分析,明确了pm42基因所在2BS基因组区域与短柄草第1染色体和水稻第3染色体直系同源基因组区域的对应关系,开发出与抗白粉病基因pm42连锁的EST-SSCP (expressed sequence tag-single strand conformation polymorphism)标记CD452782和BF201235,EST-STS (expressed sequence tag-sequence tagged site)标记CJ674042、EB513371和CV771633,构建了pm42基因EST标记遗传连锁图谱,CJ674042、BF201235、CD452782和CV771633位于pm42近端粒侧,距离pm42的遗传距离分别为1.9、12.0、19.7和25.7 cM;EB513371位于pm42近着丝粒侧,与pm42的遗传距离为14.6 cM。整合原有的作图数据,构建了pm42基因的高密度比较基因组学遗传连锁图谱,pm42被定位于3.3 cM的区间,该区间对应于短柄草66 kb的基因组区域及水稻69 kb的基因组区域。该结果为抗白粉病基因pm42高密度精细遗传连锁图谱构建、分子辅助选择和基因聚合奠定了基础。