解读水稻基因“天书”

任何生物的全基因组序列都蕴藏着该物种起源、进化、发育、生理等重要信息。在迄今为止完成基因组测序的植物中,水稻的基因组是最大的,共有12条染色体,大约4.3亿对碱基,约为人类基因组     

论生物基因组的起源和进化

通过分析核基因组、线粒体基因组和叶体基因组的大小与结构，发现这三种基因组教师阴“小基因组”和“大基因组”的形式及与之对应的结构特点，认为它们各自的祖先都是通过分别与“小基因组”和“大基因组”相应的两种途径进化成成为现象核（类核）基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组，发展了生物基因组起源和进化的统一模式。     

后基因知识发现中有选择的课题

大信息通过量序列与功能基因组技术绘制了人类基因序列图，并且使得大规模人类群体基因型与基因表达的特征勾画成为可能，进一步的研究是对基因组序列的准确注释、基因组与蛋白质之间相互作用和物种的遗传变异性上。基因组注释过程越来越以涉及进化研究和模型生物体的比较方法作为依据。DNA与蛋白质之间的相互作用是生物学相互作用中最基本的，而且在生物学、医学和药物学中具有普遍的意义。     

公共核酸数据库乙肝病毒全基因组序列概况和中国HBV参照序列的建立

截至2007年1月,世界三大核酸数据库（GenBank,EMBL,DDBJ）库中已经登录来自46个国家和地区的HBV全基因组的8种基因型近900条序列．文中对公共核酸数据库中现有的HBV全部基因组序列进行了统计分析并从基因型的地理分布及其临床特征等方面进行了评述,为进一步研究病毒与宿主的关系,以及HBV的人群分布和进化历史提供帮助．同时,通过系统进化分析对所有登录的229条中国地区HBV全基因组序列及其课题组新近完成的59条全基因组序列进行了基因分型,并根据这些序列建立了中国地区B基因型和C基因型的参照序列,为中国地区HBV的突变研究提供了DNA序列参照体系．此外,对于目前不同数据库信息内容和登录情况进行了分析,提出全面结合宿主临床信息和HBV基因组信息研究的建议。     

基因组信息、密码进化、折叠动力学和熵产生——理论生物学的几个基本问题

 数千个基因组的测序完成,海量资料数据呼唤着生命科学的理性和实证性更完美地结合。基因组信息学是理论生物学的龙头。本文遵循生命信息运行的密码—序列—结构—功能的主线,论述了生命科学的理性化途径,讨论了若干基因组生物学的基本问题。着重总结了理论生物学领域的部分工作,包括：① 基因组序列识别码的形成和构建,一组描述碱基分布和碱基关联的统计量集合可作为基因组的识别码;② 基因组的进化方向和最大信息原理,提出基因组序列的编码信息量在进化中随时间增长的规律,指出DNA序列局部片段遵循最大信息原理;③ 遗传密码的适应性进化,证明普适标准密码表是突变危险性的适应性极小码,论证了遗传密码既具有稳定性,又具有可进化性;④ 基于量子跃迁的蛋白质折叠动力学,用量子跃迁的观点和理论研究如何处理从序列到结构,导出蛋白质折叠速率公式,解释了现有各种速率实验;⑤ 细胞开关相变和熵产生,研究了最简单生命噬菌体的溶原态/裂解态转变动力学,得到了此类细胞开关中熵产生的特异性规律。     

哺乳动物的反转录转座子及其在进化中的作用

哺乳动物基因组中整合了大量反转录转座子。根据它们的结构特点和起源，对反转录转座子的分类、扩增途径和扩增酶学进行了探讨，提出了反转录转座子本身的进化方向及其在基因组进化中的作用。依据原祖７ＳＬＲＮＡ演化为人类Ａｌｕ家族的过程，讨论了Ａｌｕ序列在基因表达调节中的作用。     

基因组的进化与内含子中的基因的进化

论述了基因组整体进化过程中内含子所含的基因的进化．分析了内含子的起源方式与内含子中的基因种类的关系,并结合基因组在大小、组成等方面进化过程中内含子的演化趋势,探讨了内含子中的基因,特别是核仁小分子ＲＮＡ基因的进化规律．同时,对于内含子中的基因的进化,提出了一些可能的途径．     

DNA序列在植物系统进化研究中的应用

DNA序列分析已广泛应用于植物系统与进化学研究，根据不同的研究对象和问题选择相对应的DNA序列来进行研究显得十分重要。目前在植物系统与进化学中主要一些DNA的应用，主要是讨论叶绿体基因组（rbcL等）和核基因组（18S，ITS）中的特定DNA序列区段。研究表明，18S,rbcL等编码基因一般适用于较高分类阶元甚至整个种子植物谱系间的系统发育的探讨，而ITS极cpDNA的非编码区序列等因其较快的进化速率多用于较低分类阶元的系统关系研究。     

基因组信息、密码进化、折叠动力学和熵产生——理论生物学的几个基本问题

以信息为主线论述了生命科学的理性化途径,着重总结了作者及其研究小组在理论生物学领域的工作,包括基因组序列识别码的形成和构建,基因组的进化方向和最大信息原理,遗传密码的适应性进化,基于量子跃迁的蛋白质折叠动力学,细胞开关相变和熵产生.     

SNP与基因组多样性

随着人类基因组计划（ＨＧＰ）即将完成,我们很快就能获得人类基因组的全序列。但是由于在长期进化中的不断变异,几乎没有两个个体的基因组是完全一致的,也就是说个体间存在着高度的多态性。这种基因组多态性蕴含着丰富的信息,特别是各类多态性标记,不仅是基因定位和鉴定的有效技术手段,而且如果能确立变异的多态性位点与致病基因或表达基因之间的关系,也能阐明不同人群或个体对疾病的易感性和抗性差异,以及对药物的不同反应与个性化医疗（药物基因组学ｐｈａｒｍ　ａｃｏｇｅｎｏｍｉｃｓ）。这些将给社会带来伟大的现实意义与巨大…     

高原鳅属鱼类线粒体全基因组序列结构特征及其系统发育信息

为了深入开展高原鳅属(Triplophysa)鱼类的分类鉴定、系统进化等研究,利用生物信息学的方法分析了37种高原鳅属鱼类的线粒体全基因组序列及系统发育信息.通过Clustal X对线粒体DNA(mtDNA)全基因组序列进行对比,然后用MEGA7分析mtDNA的序列差异,并用邻接法生成系统进化树.结果发现:(1)高原鳅...     

菊花‘千手观音’LEAFY基因转录区基因组克隆和结构分析

LEAFY(LFY)基因在植物花发育过程中具有重要作用,不仅控制着花序分生组织向花分生组织的转变,而且控制着开花时间.通过基因组PCR扩增,获得了菊花‘千手观音’LFY同源基因序列.序列分析表明该基因包括2个内含子和3个外显子.其内含子1的2个序列长短不同,差异明显.2个内含子与甘菊的LFY同源基因DFL相比都表现出了丰富的变异性.其外显子推测的氨基酸序列与甘菊DFL的氨基酸序列相似性达99%.系统进化分析表明‘千手观音’的LFY同源基因与所有的菊属植物的LFY基因在树的同一枝上,且距双子叶植物的距离近于单子叶或裸子植物.Southern杂交表明,‘千手观音’基因组中LFY同源基因以两个拷贝形式存在.     

响叶杨（杨属）叶绿体基因组测序与比较分析

本研究中,我们对响叶杨的叶绿体基因组进行测序和组装,并将其与杨属其他11个叶绿体基因组进行比较分析.结果表明,响叶杨叶绿体基因组全长158,591bp,其中两个反向重复序列区(IR)长度均为27,667bp,长单拷贝序列区(LSC)和短单拷贝序列区(SSC)长度分别为84,634和18,623bp.通过对杨属12个物种的叶绿体基因组进行比较,只发现了6个相对较大的插入缺失,因此整体而言,杨属的叶绿体基因组结构是高度保守的.系统发育分析结果显示,杨属中12个物种组成了3个具有高支持率的进化支,响叶杨与其他白杨组物种聚为一支,并且与银白杨的亲缘关系最近.本研究基于叶绿体基因组数据揭示了杨属的进化历史,将有助于进一步开展杨属植物基于叶绿体DNA序列数据的群体遗传学及其他分子生态学研究.     

人类基因组研究

国家科学基金重点项目《中华民族基因组中若干点位基因结构的研究》是国际人体基因组研究的重要组成部分,由于取得了系列重要成果而被首都新闻界和两院院士共同评为1997年中国十大科技新闻之一。生命科学是当今发展最快的高新科学技术之一。在短短的几十年中,它已连跨5个台阶,跃进到第六个发展阶段。正如 DNA双螺旋结构发现人之一、诺贝尔奖金获得者、美国基因组研究负责人沃森在总结其发展轨迹时所说:人类现正处于生命科学的第六阶段,即继孟德尔遗传学说、DNA 双螺旋结构、遗传密码、基因控制和基因重组之后的人类基因组阶段——即人体基因组序列测定的研究。所谓"人体基因组"是指一个人从他(她)的父亲和母亲身上获得的所有基因的总和。人体基因组研究的任务就是要把储存基因组信息的所有核苷酸(组成 DNA 的化学物质,共有4种)的排列顺序全部测定     

基因外显子测序方法同样可以准确找出致病基因

外显子是人类基因的一部分,包含着合成蛋白质所需要的信息。全部外显子,称为“外显子组”（exome）,只占人类基因组的1％。测定外显子序列只需针对外显子区域的DNA即可,因此远比进行全基因组序列测序更简便、经济,已成为现阶段基因测序工作的重心。     

植物叶绿体基因组研究及应用进展

叶绿体是植物进行光合作用的主要场所,是植物细胞特有的细胞器.叶绿体具有相对独立的遗传物质,是半自主性细胞器.本文从叶绿体起源,叶绿体DNA的遗传方式,叶绿体基因组的基本结构以及叶绿体基因组的进化四个方面综述了叶绿体基因组的研究进展.另外,综述了叶绿体基因组在系统发育基因组学、居群遗传学、谱系地理学和叶绿体基因工程中的应...     

人与其他生物基因组若干重要问题的生物信息学研究

Z曲线是表示DNA序列的一个等价的三维空间曲线.通过对Z曲线的研究来对基因组序列进行研究是一种几何学的途径.用这种思路研究了真核和原核基因组中若干重要问题,包括人与高等真核生物基因组的Isochore结构,微生物基因组的基因水平转移,古细菌基因组复制起始位点识别,酶母基因组基因识别,细菌与古细菌基因组的ab initio基因识别,SARS-CoV基因组基因识别,高G C含量微生物基因组的结构以及比较基因组学等的研究.文中综述了天津大学生物信息中心最近6年来在上述研究中所取得的进展.     

基于相对熵原理构建生物进化系统树

根据相对熵原理定义了物种进化距离,把它应用到基于DNA序列分析的生物进化系统树构建的研究中.首先选用64种脊椎动物的线粒体DNA序列为材料,得到与传统的根据物种形态构建的系统树基本一致的树形;进而进行全基因组序列层次的物种进化的研究,选取长度约为线粒体DNA序列102倍的12种古生菌、真细菌全序列,最终也得到了合理的系统树.     

麂属动物小麂线粒体DNA文库的建立和序列分析

通过建立麂属动物小麂线粒体DNA文库，鸟枪法测序，我们获得了小麂线粒体基因组全序列的初步信息，这也是国内有关哺乳动物线粒体基因组全序列的首次报道，与其他哺乳动物线粒体基因组全库列的比较研究发现：全长为16354bp的小麂线粒体基因组同样编码13种蛋白、2种rRNA和22种tRNA，除了用于调控线粒体DNA复制和转录的D-Loop区以外，小麂线粒体基因组各基因长度，位置与其他哺乳动物相似，其编码蛋白质区域的rRNA基因与基因他哺乳动物具有很高的同源性，D－Loop区长度和序列的差异是导致各种哺乳动物线粒体差异的主要原因。     

直翅目昆虫线粒体基因组的特征及应用

直翅目是不完全变态昆虫中数量最多的一个类群,全世界已知28000种以上.随着分子生物学技术的发展,线粒体基因组因进化速率快、普遍为母系遗传、极少发生重组等特点而被广泛应用于直翅目各个阶元的系统发育和进化研究中.目前,已有223条直翅目线粒体基因组序列被测定并上传至NCBI数据库,其中包括143条蝗亚目线粒体基因组序列和...