基因组原位杂交比较玉米和水稻基因组同源性

分别以玉米和水稻的基因组ＤＮＡ为探针,利用基因组原位杂交技术检测了玉米和水稻基因组之间的同源性。用水稻基因组探针杂交玉米染色体时,所有玉米染色体上都显示出多个间隔的杂交带区。而用玉米基因组探针杂交水稻染色体时,所有水稻染色体都显示连续的杂交信号。结果表明玉米和水稻基因组之间具有高度同源性,从而为证实两者起源于同一祖先提供了分子细胞遗传学依据。     

寻找更高产的水稻

康乃尔大学植物学家苏珊·麦克库奇（SusanMccouch）不是试图培育一种理想的作物贡献给全世界，而是从地方水稻品种入手，试图通过利用最新的分子生物学手段对这些品种进行改良。作者说：“她的研究仍处于早期阶段，但是她希望她和她的同事们最终能够获得绿色革命的成果。     

水稻花药发育相关基因OsPRP1的克隆和特性分析

利用减法杂交和RACEs从水稻颖花中克隆了一个编码富含脯氨酸残基多肽的cDNA, 并将其相应的基因命名为OsPRP1. OsPRP1由2个外显子和1内含子组成, 编码的蛋白由224个氨基酸残基组成, 其中脯氨酸含量最高, 占14.29%. 该蛋白由一个21个氨基酸残基组成的信号肽, 一个N-端结构域和一个C-端结构域组成. C-端含有2个18个氨基酸长的、嵌合PEPK基元(motif)的富含脯氨酸的重复序列. Southern blot及序列分析结果表明, 水稻基因组中存在4个拷贝的OsPRP1, 它们定位在第10染色体的20 kb的DNA片段上. RT-PCR表明, OsPRP1在幼芽和颖花中表达量较高, 在根和叶中有少量表达. 用花和幼芽进行原位杂交分析证明在花中, OsPRP1在花粉母细胞、绒毡层细胞和花器官的维管束细胞中表达; 该基因的表达有明显的时间特异性, 在花粉母细胞中表达量最高, 在单核期的小孢子中几乎不表达; 在芽中, 该基因在胚芽鞘和叶原基的表皮细胞中表达. 从该基因编码蛋白的特点可以看出它极可能是一种细胞壁蛋白.     

水稻基因组——贫困地区的谷类作物占据了重要地位

由中国科学家独自绘制出的水稻基因组工作框架图 ,使人类首次在基因组层面上“认识水稻” ,为中国已进入世界生物学研究的前沿奠定了扎实的基础     

籼稻(Oryza Sativa ssp. indica)全基因组框架序列

水稻基因组序列中蕴藏着生理、遗传、发育、进化和与重要经济性状相关的许多生物学信息. 籼稻亚种Oryza Sativa ssp. indica在中国和亚洲其他地方广泛种植. 通过全基因组霰弹法, 得到了这一亚种的基因组框架序列. 共完成430万个成功反应, 总读长为2214.9 Mb, 其中籼稻亚种93-11的成功反应有330万个, 总读长1797.4 Mb, 初步拼接得到了409.76 Mb的非冗余序列, 大约覆盖了水稻全基因组的95.29%, 碱基准确率大于99%. 通过与公共数据库中籼稻indica和粳稻japonica亚种的BAC克隆比较, 证实了基因组框架图的覆盖率、序列分布的随机性和拼接软件BIG-ASSEMBLER的准确性. 在框架图中, 鉴定了96.3%的全长cDNA, 96.4%的遗传标记(STS, STR, RFLP), 94.0%的EST和94.9%的单基因簇(unigene). 初步分析表明, 该框架序列已经达到了国际同行所认同的标准. 框架图的公布无疑为水稻生物学研究提供了基因组学和遗传学方面的基本信息.     

两系法杂交稻母本变异的原因及对策探讨

两系法杂交水稻现有母本－光敏雄性核不育系变异不仅比常规品种快,甚至比“三系稻”的母本还要快,阻碍该项技术应有潜力的发挥。介绍“两系稻”现有母本的遗传变异性过强的现象。分析了其成因,并对进一步纯化其光敏性与温敏性的育种策略做了初步探讨。     

水稻功能基因组育种数据库(RFGB):3K水稻SNP与InDel子数据库

水稻是全世界最重要的粮食作物之一.对全球水稻品种资源进行基因组研究,挖掘有利等位基因和指导基于全基因组信息的分子育种具有重大的理论和实践意义,是关系国家乃至全球粮食安全的重大战略问题.本研究通过全球3000份水稻资源(3K水稻)的全基因组重测序,获取了其中质量较好的2859份水稻基因组的单核苷酸多态性(SNP)及小片段插入缺失(In Del)的基因组变异数据,建立了综合性的水稻功能基因组育种数据库的SNP与In Del多态性子数据库.该子数据库包含了3K水稻多态性信息检索、基因组浏览器可视化系统、特定区段基因组数据导出系统等多项功能.本数据库的建立将为研究水稻基因功能、指导水稻全基因组选择育种提供重要平台.     

未来水稻的前景

<正>科学家们致力于改良当今世界最普及的粮食作物。在世界不同区域的两位农民可以种植同样品种的水稻,但他们的庄稼可能会看起来截然不同。水稻有着广泛的基因多样性,科学家们目前正在研究,提升充分利用基因多样性的能力。2014年5月,来自中国农业科学院、深圳华大基因,以及菲律宾国际水稻研究所的专家们发表了从89个国家搜集到的3 000株水稻的基因组序列。该研究名为"3 000株水稻基因组项目",科学家们确认了在水稻生长过程中最重要的控制其特     

中国科学家独立完成水稻第4号染色体的精确测序

2002年11月21日, 科学技术部、中国科学院和上海市人民政府在沪联合宣布, 中国科学家完成了所承担的国际水稻基因组计划第4号染色体精确测序任务, 对国际水稻基因组计划测序工作的贡献率达10%. 这是我国迄今为止完成的最大的基因组单条染色体的精确测序, 这标志着我国在大基因组测序方面已经具备构建完成图的绘制能力, 成为基因组学研究强国之一. 测序专家工作组组长、中国科学院国家基因研究中心韩斌博士等研究人员, 在《Nature》杂志上发表题为《水稻基因组第4号染色体序列及分析》的论文, 宣布采用克隆步移法完成了对水稻粳稻基因组第4号染色体全长序列的精确测定. 拼接后总长为35000 kb, 精确度为99.99%, 覆盖染色体全长序列98% (仅留下7个小的空洞), 达到了国际公认的基因组测序完成图的标准. 这与在《 Nature》杂志同时发表的日本科学家Sasaki博士等人完成的第1号染色体精确测序的结果一起, 对国际基因组研究计划起到了巨大的带动作用. 《Nature》杂志审稿人称, 水稻第4和第1条染色体测序的完成是紧接着水稻基因组草图完成后水稻基因组测序项目工作中里程碑性的事件……     

水稻的重要意义

在本期《科学》杂志中 ,我们发表了在全世界种植的两个主要的水稻亚种———粳稻和籼稻 (ｊａｐｏｎｉｃａ和ｉｎｄｉｃａ)的基因组序列 ,公布这个消息的意义在于数以亿计人的生活都离不开水稻 ,该基因组序列将有可能使他们的营养状况以及健康状况得到改善。人们从种植的水稻中获取的热量不仅比任何其他单一的食品要多 ,而且水稻序列的公布能使人们了解世界上赖以生存的其他谷类作物中相似且更大的基因组。两名从事作物研究的专家都指出 ,由好几代经验丰富的植物育种工作者经过几十年努力培育出的可共享的水稻种质将得到加强和保护。两个不…     

水稻线粒体基因组中发现线性DNA分子的报道

高等植物的线粒体基因组比较大,一般从200—2500kb,加上其组织结构相当复杂,研究起来比较困难.目前的研究途径主要是两条,一是借助于脉冲电泳技术进行的,如完整线粒体DNA的脉冲电泳分析、结合某些稀有酶切位点的限制性酶的酶切,某些线粒体大分子DNA的大尺度物理图谱的构建;二是构建线粒体基因组的物理图谱.但因为线粒体结构比较复杂,含有较多的重复序列,构建图谱的难度较大,而且构建的结果有待进一步的检验.现     

水稻全生育期均一化cDNA文库的构建和鉴定

以优良杂交水稻的恢复系明恢63为材料，构建覆盖水稻基因组的cDNA文库，用于功能基因组的研究。选择水稻全生育期过程的9个时期的不同组织和病原诱导的组织分别构建了15个定向cDNA文库。依据基因组DNA饱和杂交的原理，将从15个独立的cDNA文库中提取的质粒混合，并与固定有磁珠上具有互补性的2份基因组DNA亲和体系饱和杂交，收集杂交组分中的质粒并重新转化大肠杆菌，获得全生育期均一化cDNA文库。该文库平均插入片段1.4kb，含62000个克隆子。反向Northem杂交显示，该文库收集了众多表达丰度极低的基因以及特异表达的基因。对文库中随机的10750个克隆进行了测序，序列分析比较后获得6399条非重复的EST(expressed sequence tag)序列，非重复序列占59.5％。目前，用该文库制作的cDNA芯片已被用于功能基因组的研究。     

转mtlD/gutD 双价基因水稻的耐盐性

Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交和酶活性检测试验表明,通过农杆菌介导法已经把细菌１－磷酸甘露醇脱氢酶（ｍｔｌＤ）基因和６－磷酸山梨醇脱氢酶（ｇｕｔＤ）基因同时整合进水稻基因组并且在转基因水稻中得到表达．气相色谱分析证明转基因水稻合成并积累了甘露醇和山梨醇．与未转基因对照相比,转基因植株耐盐性明显提高．     

籼稻(Oryza Sativa ssp. indica)

水稻基因组序列中蕴藏着生理、遗传、发育、进化和与重要经济性状相关的许多生物学信息,籼稻亚种Oryza Sativea ssp.indica在中国和亚洲其他地方广泛种植,通过全基因组霰弹法,得到了这一亚种的基因组框架序列,共完成430万个成功反应,总读长为2214．9Mb,其中灿稻亚种93－11的成功反应有330个,总长1797．4Mb,初步接接得到了409．76Mb的非冗余序列,大约覆盖了水稻全基因组的95．29％,碱基准确率大于99％。通过与公共数据库中籼稻indica和粳稻japonica亚种的BAC克隆比较,证实了基因组框图的覆盖率、序列分布的随机性和拼接软件BIG－ASSEMBLER的准确性,在框架图中,鉴定了96．3％的全长cDNA,96．4％的遗传标记（STS,STR,RFLP）,94．0％的EST和94．9％的单基因簇（unigene）,初步分析表明,该框架序列已经达到了国际同行所认同的标准,框架图的公布无疑为水稻生物学研究提供了基因组学和遗传学方面的基本信息。     

水稻全基因组R基因鉴定及候选RGA标记开发

用45个已知功能的植物抗病(R)基因序列对粳稻全基因组序列进行搜索, 共找出2119个R基因同源序列或类似物(RGA), 表明RGA在水稻基因组中成簇存在, 呈非随机分布. 采用隐马尔柯夫模型(HMM), 将这些RGA按其功能域分成了21类. 将粳稻的RGA与籼稻的基因组序列进行比较, 共找到702个两亚种间等位的RGA, 并发现其中有671个(占95.6%)RGA的基因组序列(包括编码区和非编码区)在两亚种间存在长度差异(InDel), 表明水稻RGA在两亚种间存在很高的多态性. 通过在InDel两侧设计引物并进行e-PCR验证, 共开发出402个基于PCR的、表现为共显性的候选RGA标记. 这些候选标记在两亚种间的长度差异在1~742 bp之间, 平均为10.26 bp. 有关数据均可从我们的网站(http://ibi.zju.edu.cn/RGAs/index.html)上获得.     

利用RAPD技术检测水稻的基因组变化

辐射育种在作物改良中取得了很大的成就。但对射线处理及后代选育过程中基因组发生的变化却了解很少,只能凭后代表型加以判断,使选育工作带有一定的盲目性。DNA分子水平的遗传标记的出现为此开辟了一条新的途径。1990年Williams等创立了一种新的遗传标记——随机扩增多态性DNA(简称RAPD)。它是利用含10(或9)个碱基的随机引物(单引物),在低温复性条件下(36℃左右)进行聚合酶链式合成反应(简称PCR),对模板DNA进行随机扩增,通过扩增出的某一DNA片段有无来比较不同基因组DNA的差异。     

微阵列技术——充满机会的阵列

人类基因组序列草图包含的大量信息也许会给人留下深刻的印象,但是如果不进行分析整理,这些信息只能保留在原始状态——一堆数据而已。基因功能是研究人员想从基因序列中提取出的一种关键要点,     

杂交水稻汕优63杂种纯度的RAPD鉴定

目前,全国杂交水稻播种面积已占水稻播种总面积的40%,产量则达到水稻总产量的50%以上.随着杂交水稻种植面积不断扩大,原种生产和销售过程中的种子纯度问题显得日趋重要,杂交种子纯度无法单纯从种子形态上分辨,往往需要将种子播种后至成熟期方能辨别,使用纯度低或真实性差的种子会给农业生产造成极大损失.简便、快速、准确和早期地鉴定杂交水稻种子纯度的方法将为稳定杂交水稻的增产效果提供保证.在本研究中,我们使用RAPD(Random amplified polymorphic DNA)技术,针对全国播种面积最大的由雄性不育系珍汕97A为母本,恢复系明恢63为父本制成的杂交水稻汕优63(F1),利用RAPD随机引物扩增筛选出F1与父本相同或与母本相同或与父母本相互补的RAPD特异扩增谱带,并以此特异谱带做为分子标记首次对杂交水稻杂种纯度进行鉴定.