中国水稻功能基因组研究进展与展望

功能基因组研究是植物生命科学研究的核心领域之一.从少数基因的克隆到重要农艺性状的功能基因组解析,我国水稻功能基因组研究实现了跨越式发展,阐明了水稻育种中的一些重大生物学问题,功能基因组的研究为水稻品种改良和育种技术变革奠定了基础.着眼未来,我国科学家提出了继续推进"水稻2020"研究计划,适时启动水稻4D基因组的发展建议.     

真细菌型的细胞分裂位点决定因子CrMinD基因在衣藻中从叶绿体到核的成功转移

MinD蛋白是一种普遍存在的ATP酶, 在真细菌、古细菌以及植物叶绿体的分裂过程中发挥着关键的作用. 在已研究过的4种绿藻(Mesostigma viride, Nephroselmis olivacea, Chlorella vulgaris, Prototheca wicker-hamii)中, MinD基因均由叶绿体基因组编码. 但在拟南芥中, MinD基因由核基因组编码, 其蛋白定位于叶绿体并参与叶绿体分裂的调控, 说明在高等陆生植物中, MinD基因已经转移到核基因组. 然而, 对于在质体进化过程中MinD基因从叶绿体转移至核的机制还不清楚. 我们从单细胞绿藻(Chlamydomonas reinhardtii, 衣藻)中鉴定了一个核编码的MinD同源物CrMinD, 其在野生型大肠杆菌(E. coli)中的过表达会抑制细胞的分裂并导致丝状细胞的形成, 表明植物MinD蛋白在进化上的保守性. CrMinD-egfp在烟草和拟南芥中的瞬时表达确认了CrMinD蛋白在调节叶绿体分裂中的作用. 在已公布的所有陆生植物质体基因组序列中, 没有发现MinD的同源物, 说明MinD基因从质体转移至核这一事件在进化出陆生植物以前就已经发生了.     

植物反转录转座子功能研究进展

反转录转座子(retrotransposon),是一类以RNA为中介,在反转录酶的参与下,进行自我复制并整合到基因组其他位点中的转座元件(transposableelements,TEs).反转录转座子是许多真核生物基因组的主要组成部分,在高等植物如玉米、小麦等作物中含量丰富.这些反转座子的功能及生物学意义一直以来都存在争议,但越来越多研究表明,它们对于邻近基因的表达调控以及整个生物体基因组的进化有着深远的影响.本文主要从反转座子与非编码RNA的联系及其转座过程所产生的基因结构变异、反转座基因等方面,概述了植物中反转座子功能的相关研究进展.     

"双图"争辉--科学家绘出鸡基因组序列草图和遗传差异图谱

鸡基因组序列草图 2004年3月1日,美国人类基因组研究所发布新闻公报称,美国华盛顿大学威尔逊博士领导的一个小组经过一年工作,首次成功测绘出鸡的基因组序列草图。这也是迄今完成的首张禽鸟类物种的基因组序列草图。 威尔逊博士选择了家鸡的远祖——红原鸡(见上图)为测绘对象,绘出的草图中约包含10亿对碱     

基于三角褐指藻全基因组假基因的识别及相关生物信息学分析

假基因是与功能基因序列相似,但不能表达为功能蛋白质的DNA序列.识别和注释假基因是认识基因组的结构功能的关键.三角褐指藻属于海洋硅藻,富含不饱和脂肪酸,目前其全基因组信息已经解析.为了识别三角褐指藻基因组中的假基因,本研究采用生物信息学的方法构建了从三角褐指藻的基因组中寻找假基因的流程,得到1654条加工假基因、714条非加工假基因和4729条假基因片段.结果表明,尽管三角褐指藻属于低等光合生物,其基因组中存在较多假基因及假基因片段.     

遗传学家赵寿元谈─—基因组研究引出的人文科学问题

大家知道，人基因组由30亿个、4种核着酸排列而成。所谓基因组是指生物体的一整套基因，人有人的基因组，狗有狗的基因组；你有你的基因组，我有我的基因组，这些基因组决定了我是人，不是拘；我是我，不是你，现在人们碰到的一个问题是，在人类基因组约10万个基因中，有些基因可能与疾病有关，即遗传病。遗传病与先天性疾病不一样，它并不是一出生就发病，很可能是到了青春期以后，甚至到了中年才发病办青光眼），这就涉及和引发出许多新问题。从医学上讲，有可能因此产生一种预测医学。现在的医学是诊断医学，根据患者的症状作出诊断，预…     

"阿波罗"残留细菌引发月球表面"风化"

令人担心的"伤疤" 一架在轨道上运行的航天器拍摄到的图片表明,月球上正在发生着严重的侵蚀现象.从这些月球地表图片中可以看出,月球上出现了一些深深的裂痕和空洞.尽管过程很缓慢,但是可以确定这些裂痕和空洞正在不断地向太空排放一些气体和尘埃.     

水稻基因组中R类抗病基因同源序列的分离

应用聚合酶链式反应 (PCR)方法 ,我们从水稻中分离到 6种不同的与植物抗病基因 (R)同源的序列 .通过亲缘关系分析 ,将 6个序列分为两个亲缘关系组 .第一组含有一种序列 ,即Osh359- 1.该序列与其他水稻R基因的同源序列相比更接近于其他植物的R基因 ,并具有简单的基因组结构 .第二组包含其余的 5种水稻序列 ,其代表性序列为Osh359- 3.这组序列属于多基因家族 ,并且其成员在水稻基因组中紧密连锁 .     

"大科学"计划之一--人类基因组计划

2000年6月26日是人类科技史上一个令人难忘的日子，美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家同时向世界宣布：人类基因组工作草图已基本完成，已绘制出人体97名的基因组，其中85名的基因组序列得到了精确测定，包含了人体约30亿个碱基对的正确排序。这一重大成就立刻受到全世界的瞩目，各国均给予了高度评价，人们认为人类基因组计划是继曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划之后的第三大科学计划。它对人类认识自身、提高健康水平，推动生命科学、医学、生物科技、制药业、农业等的发展具有极其重要的意义。人类基因组工作草图的完成是该计划实施的一个里程碑，标志着人类在研究自身的过程中迈出了关键的一步。有人将此成就与伽利略的天文发现相媲美，有人认为它的意义远远大于抗生素的发明。     

陈丹青的"自然主义"及艺术变术变迁

陈丹青是一位才华横溢的艺术家,他是将中国油画从"伤痕美术"中走出来的重要领军人物之一,开创了"乡土情"和"生活流"的先河.<西藏组画>用客观的视角真实直观地塑造了藏族人民纯朴的人性美,是对人性的讴歌、是具有划时代意义的里程碑式作品,从纽约回国后,陈丹青的内心充满了中西方的碰撞与摩擦.这样他继而放弃了<西藏组画>,走近了董其昌等人的"山水"中,把它们如实地照搬到画布上.从表象上看,他是用油画再现中国的水墨山水,画的是"画中画",试图把中西方的艺术结合到一起,但从更深一层意义上来说,他的作品,既是写生,又是反写生:既是传统写实,又以此质疑传统写实--就像艺术革命,有时也是反艺术革命.     

世界首个便携式DNA"三录仪"问世

日前,世界上第一个口袋大小的脱氧核糖核酸(DNA)分析设备问世,该设备能让研究人员随时随地进行基因组测序.一个美国科学家团队开发的这款应用是首个此类移动基因组测序分析仪. 这款应用的算法可以用来识别多种病毒病原体,包括流感病毒和寨卡病毒的不同毒株.科学家可以利用这个"三录仪"来识别病毒变异,而这对于诊断和治疗十分重要.利用苹果手机,科学家们甚至可以相互"隔空投送"测序数据,并在没有互联网的偏远地区进行分析.     

长寿的秘密

为什么身体大小差不多的动物 ,它们各自基因组的大小却大不相同 ?现在 ,英国格拉斯哥大学的研究人员发现 ,许多动物的基因组大小是与它们的寿命相关的 ,至少鸟类是这样 .　　脊椎动物的基因组大小 (也称Ｃ值 )大相径庭 ,小从河豚的 0 .4ｐｇ大到非洲肺鱼的 1 4 2ｐｇ.这种差别主要是由于它们体内非编码ＤＮＡ数量的不同造成的 ,似乎与动物自身的复杂无关 .　　鸟类的基因组大小变化范围在 2～3.8ｐｇ之间 ,也似乎与物种的身体大小无关 ,如黑头鸥的基因组就要比与其体形大小相似的雀鹰的大得多 .因此生物学家莫纳汉 (ＰａｔＭｏｎａｇｈａｎ)…     

千人基因组视角下的人类起源演化

千人基因组工程作为大规模基因组测序时代的一个里程碑计划,与此前的人类基因组计划和人类基因组单体型图谱计划一起成为推动人类遗传学研究发展的重大公共科学事件.利用该计划所产生的人类群体全基因组测序数据,研究人员可以从一个前所未有的深度探寻人类遗传多样性与人类起源、演化、疾病之间的关系.本文从千人基因组计划发展的历史轨迹以及利用这一大规模数据集所开展的人类遗传学研究成果等方面入手,对大数据时代背景下人类遗传演化研究的特点进行了梳理和总结,并对未来基于如千人基因组这类大规模人类遗传数据工程的工作做了展望.     

非洲"发现"者

与美洲的发现不同,属于"旧大陆"的非洲从古代起就为外界所熟悉,只是在中世纪被人遗忘而已.一直到大航海时代(15-18世纪),欧洲人才从自己的角度重新"发现"了非洲,并进行了从沿海到内陆的探险.     

重建"更新世公园"

2006年初,科学家宣布已经解读了猛犸象基因组的50%,这意味着克隆已经灭绝的猛犸象、让猛犸象重返人间的可能性又增加了一成.与此同时,以重现1万年前的史前生态环境为目的的"更新世公园"也在加紧建设之中,一旦完成,这些"史前公园"可以容纳许多濒临灭绝的动物,还可能会有被克隆出来的已灭绝动物,其中最有可能的就是猛犸象.     

科学规划三问

2002年7月,美国能源部推出了为期五年、资助强度达一亿美元的后基因组计划--"从基因组到生命(Genomes to Life)".这是美国科学家在人类基因组计划成功的基础上制定的又一重大研究计划.     

为Word添加"无格式文本"粘贴按钮

通常从网上复制的文本,当粘贴到Word文档时,会带有边框等诸多格式,这给编辑工作造成一些不便.于是,许多人在粘贴到Word文档前,先借助于"记事本"做为过渡:即先将这些文本粘贴到"记事本"程序,并在"记事本"中选择并复制,最后再粘贴到Word文档中.     

"嫦娥"飞天了,何时"凤凰"能涅槃?

嫦娥一号的成功发射,使我们都沉浸于喜悦、激动之中.众所周知,嫦娥一号从设计、研制到试验,都是依靠中国人自己力量完成;而从当年的东方红卫星,到近年的神舟号载人飞船,再到这次实施的探月工程,我国航天事业完全是依靠自主创新一步一步走过来的.     

棉花GISH-NOR的初步探讨

在以棉花基因组DNA(gDNA)为探针的基因组原位杂交(genomic in situ hybridization, GISH)实验中, 观察到6个NOR(nucleolar organizer region)信号. 在对草棉或陆地棉的同一有丝分裂细胞分别进行以45S rDNA和gDNA为探针的原位杂交中, 发现以gDNA为探针所产生的NOR信号与以45S rDNA为探针所产生的NOR信号在数目、位置以及大小方面极其相似甚至相同, 由此将以gDNA为探针所产生的NOR命名为GISH-NOR. 在棉花GISH-NOR中, 陆地棉和雷蒙德氏棉全部为端部类型GISH-NOR, 而对于草棉变种阿非利加棉则为4个端部类型和2个着丝粒类型GISH-NOR. 陆地棉6个GISH-NOR中的2个位于A亚组染色体上, 其余的4个位于D亚组染色体上. 在以雷蒙德氏棉为靶DNA, 以其本身gDNA为探针的GISH中, 观察到6个GISH-NOR信号. 而在以阿非利加棉为靶DNA, 以其本身gDNA为探针的GISH中, 没有观察到GISH-NOR信号, 并且有一对染色体长臂近一半区域不显示信号. 在以陆地棉为靶DNA, 阿非利加棉为探针时发现, 如果用D基因组棉种作封阻, 则不出现GISH-NOR信号; 如果改用鲑鱼精DNA作封阻, 则出现GISH-NOR信号. 而在以D基因组二倍体棉种戴维逊氏棉为探针时, 即使用A基因组棉种作封阻, 也能观察到6个GISH-NOR信号. 对于这种现象, 可能由2种原因造成, 即rDNA的同步进化和D基因组棉种gDNA中的rDNA含量多于A基因组棉种. 此外, 还观察到陆地棉染色体上的所有GISH-NOR信号全都位于染色体短臂端部.     

自己选择"媒人"的植物

在众多的植物中,有许多花是由特定的虫类作"媒人"的.它们在长期的生活中,与某一种昆虫形成特定的关系.如果没有这种昆虫,那些花就不能结果:如果失去了那些花,这种昆虫也就难以生存.比如,从英国移植到新西兰的红三叶草,虽然能存活下来并且能开花,但是那里没有替它传送花粉的丸花蜂,所以不能结果.