植物基因組特點(diǎn)及其研究進(jìn)展

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1、植物基因組特點(diǎn)及其研究進(jìn)展宋劍靈海南大學(xué)農(nóng)學(xué)院海南儋州571737摘要：基因組是指一個(gè)細(xì)胞(核)中的全部DNA，植物基因組具有大小相差較很大，呈多倍性的特點(diǎn)。目前對(duì)植物基因組的研究主要集中在一些草本植物模式植物上，尚需發(fā)展和健全。國(guó)鮮見內(nèi)關(guān)于對(duì)基因組研究的的報(bào)道。隨著分析手段的不斷提高和基因定位方法的開發(fā)利用國(guó)外關(guān)于基因組的研究朝著連鎖圖譜應(yīng)用及基因組基因構(gòu)造分析的方向推進(jìn)。目前，關(guān)于植物如何適應(yīng)基因組大小、倍性水平的變化，以及這些變化在自然選擇中是否具有某種優(yōu)勢(shì)鮮見報(bào)道。關(guān)于基因組的研究隨著分析手段的不斷提高和建立在植物生物學(xué)特性基礎(chǔ)上的基因定位方法的開發(fā)利用，發(fā)達(dá)

2、國(guó)家植物基因組連鎖圖譜制作已全面啟動(dòng)，并正朝著連鎖圖譜應(yīng)用及基因組基因構(gòu)造分析的方向推進(jìn)。國(guó)內(nèi)有關(guān)植物基因組研究尚未全面啟動(dòng)，這與我國(guó)日益增強(qiáng)的綜合國(guó)力及整個(gè)領(lǐng)域的國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)極不相稱。目前機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存，相關(guān)研究領(lǐng)域的學(xué)者應(yīng)把握時(shí)機(jī)，選準(zhǔn)目標(biāo)，盡快開展植物基因組連鎖圖譜制作、應(yīng)用及基因組基因構(gòu)造分析方面的研究。關(guān)鍵詞：植物基因組特點(diǎn)研究進(jìn)展一1、植物基因及其組特點(diǎn)基因組是指一個(gè)細(xì)胞(核)中的全部DNA，包括所有的基因(gene)和基因間隔區(qū)(intergen-icregion)。植物基因組由重復(fù)序列和低(單)拷貝的DNA組成。重復(fù)序列分為兩類:串聯(lián)重復(fù)(tandem

3、repoats)和散布重復(fù)(dispersedrepeats)?；蚪M較大的植物，DNADNA序列重復(fù)的程度高，單拷貝序列較短(<2kh2kb)；基因組較小的植物，低拷貝序列則較長(zhǎng)，如在擬南芥中可長(zhǎng)達(dá)120kb。細(xì)胞是不停地進(jìn)行著維持植物生存所必須的基本代謝活動(dòng)的生命小宇宙，小宇宙當(dāng)中的大部分代謝活動(dòng)受制于細(xì)胞核。細(xì)胞核是生命賴以維持的基本裝置，其中遺傳信息物質(zhì)(DNA)的總和稱為細(xì)胞核基因組(nucleicgenome)。植物細(xì)胞中還有另外兩種類型的基因組，即線粒體基因組和葉綠體基因組。本文中的基因組如不加特殊說(shuō)明即指細(xì)胞核基因組。高等植物的基因組具有物種特異性，每

4、個(gè)植物種擁有固定數(shù)量和形態(tài)的基因組[1，2]。光學(xué)顯微鏡下基因組呈可視的染色體(chromosome)狀態(tài)，如果將細(xì)胞核比作地球，染色體就好比地球之大陸。染色體大陸上布滿了類似于崎嶇山脈的拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomer-ase)，并分布著不便于行走的類似于沙漠的各式各樣重復(fù)序列(repeatedsequence)。與地球大陸大峽谷相對(duì)應(yīng)的是染色體著絲粒(kinetochore)，相互連鎖著的基因相當(dāng)于平原上和沿海岸線星羅棋布的大都市，而染色體上的特定堿基序列基序(specificbasesequencemotif)可以看作是大都市中鱗次櫛比的高樓大廈[3，4]。不同

5、物種的基因組各具特點(diǎn)?；蚪M是指一個(gè)細(xì)胞(核)中的全部DNA，包括所有的基因(gene)和基因間隔區(qū)(intergen-icregion)。人類基因組擁有大約80000個(gè)基因，但基因編碼區(qū)域僅僅占整個(gè)基因組的3%。酵母基因組僅含有6000個(gè)基因，構(gòu)成極為緊密[5]。某些植物的基因組則主要為重復(fù)DNA序列所把持序列所組成。而原核生物的基因組非常小，基因與基因之間很少留有閑置區(qū)域。了解各種基因組序列所包含的信息無(wú)疑將成為21世紀(jì)生物科學(xué)工作者的重要使命。二2、植物基因研究現(xiàn)狀目前，以人類基因組課題為契機(jī)，發(fā)達(dá)國(guó)家及部分發(fā)展中國(guó)家均在不遺余力地推進(jìn)基因組科學(xué)的發(fā)展[6，7]

6、。對(duì)某些原生動(dòng)物[8]和真菌[9]等小型基因組的分析已經(jīng)取得重大突破，整個(gè)研究領(lǐng)域正迎來(lái)后基因組科學(xué)(post-genomescience)時(shí)代。然而，植物基因組分析特別是木本植物基因組分析起步較晚，現(xiàn)階段主要還是圍繞擬南芥菜(ArabidopsislocatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewb

7、ayonets,duetomissedfatal,whennightcamethaliana)[10]、水稻(Oryzasativa)[11]和玉米(Zeamays)[12]等草本模式植物(modelplant)展開。基因組分析理論上的堅(jiān)強(qiáng)后盾是分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)基因組分析以分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)[5]。近年來(lái)植物分子生物學(xué)和植物分子遺傳學(xué)研究領(lǐng)域十分活躍，成果倍出，使對(duì)不同植物種的基因組進(jìn)行全面分析成為可能。在后植物基因組科學(xué)時(shí)代，可望解決的課題主要有:隨著各植物種基因組分析的開展和完善，并通過(guò)對(duì)它們的比較研究，,可以從基因組的高度更