白菜全基因组研究论文
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大白菜，又称为“结球白菜”、“黄芽菜”或“窝心白菜”等，是我国的原产和特产蔬菜，全国各地普遍栽培，以华北地区为主要产区。大白菜以其细嫩甘脆、汁白如乳的品质，易种植、耐储藏的特性，在我国的蔬菜生产和消费中占有重要的地位，是人们秋冬季节餐桌上的美味佳蔬。在北方，大白菜被称为“当家菜”、“半年菜”，现已先后引种世界各地。在日本，大白菜叫做“唐人菜”、“山东菜”；在欧美，有人把大白菜叫做“中国甘蓝”。 大白菜虽然起源于我国，但它既不象韭、姜、蒜等蔬菜，在古典文献上可以找到悠久确实的记录，也不象有些原产于中国的蔬菜，在山川野间仍有原始的野生种类可寻。遍览古籍，元代以前并无关于大白菜记载的典籍。根据考证，我国大白菜的历史较短，自元代以后历经明清两朝，迄今约七、八百年，农学家对大白菜深入研究的结论是：它是由南方的小白菜和北方的芜菁天然杂交演化而来的。因此，要探究大白菜的来历，必须从小白菜和芜菁的源头说起。 小白菜，又名青菜、油菜、普通白菜等，古时称“菘”。原产于中国南方。最早的历史记载从西晋开始；芜菁，又称蔓菁，是一种根用芥菜，俗称“辣疙瘩”，原产我国，以西北、华北为主产区。芜菁在我国的栽培年代较久，在先秦文献《诗经》中已被记载，称为“葑菁”，西汉《范胜之书》的蔬菜专篇中亦有“芜菁”的收录。东汉已普遍栽培，桓帝时曾有“横水为灾，五谷不登，令所伤郡国，皆种蔓菁以充饥”的记述。 关于小白菜和芜菁这两种蔬菜的地域特点及演变，西晋稽含所著的《南方草木状》在“芜菁附菘”一节中是这样写的：“芜菁岭峤以南俱无之，偶有，士人因官携种，就彼种之，出地则变为芥，亦橘种江北为枳之义也。至曲江方有菘，彼人谓之秦菘。”南朝萧子显的《南齐书》载：南方有小白菜栽培，称为“菘”。唐苏恭著《唐本草》载有：“蔓菁与菘，产地各异。”宋代陆佃所著《埤雅》一书上说：“菘菜北种，初年半为芜菁，二年菘种都绝。芜菁南种也然。”南宋陈敷在《陈敷农书》也记载：“七月种萝卜、青菜。”青菜即指小白菜。 从以上史料可以看出，小白菜和芜菁的产地不同，且在南北引种过程中有发生性状变异的情况，但鉴于当时科技尚不发达，因此人们也就无从知晓小白菜和芜菁的变异是由什么因素所引起的了。史至元代，才有大白菜的出现。忽思慧在《饮膳正要》上第一次将所谓的“菘”直接叫做白菜，并精细绘制成图，从他所描绘的白菜形态来看，已经不再是塌地而生的小白菜了，而是外叶向上拢起，其抱合状态已经进化为结球的大白菜类型了。但不能割裂和漠视的是，从晋到元这漫长的历史，是大白菜在进化过程中经历的从内因到外因、从量变到质变、从偶然到必然引发突变的重要阶段。同时，这一时期的战乱动荡，人民迁徙，南北文化交流，农作物的交互种植，对大白菜的演化起到了促进作用。元朝以后，记述大白菜的典籍渐多，明王世懋著《广百川学海》在“果蔬疏”一节介绍了大白菜的定义和产地，并推荐“燕地黄芽菜”是著名品种。清弘书等所著《授时通考》中赞美大白菜“脆美无滓”，还确切指出：黄芽菜是白菜的别种，决不能与小白菜混为一谈。丁宜曾在《农圃便览》中对大白菜作了较明确的论述，他把大白菜称之为“窝心大白菜”。他介绍了山东地区立秋种小雪收的栽培经验，还介绍霜降后可用草绳将外叶捆起以保护球叶的方法。现代农业科技证明，小白菜和芜菁均属十字花科芸薹属的不同亚种，而十字花科蔬菜最易天然杂交，尤其小白菜和芜菁的亲缘关系最近，基本染色体组相同，彼此间天然杂交可育率达百分之百，其亲本后代也能正常生长和繁殖，而且，大白菜的生物特征又介于小白菜和芜菁之间。 蔬菜专家对这两种蔬菜进行人工杂交的结果，也佐证了大白菜是小白菜和芜菁杂交的产物。农学家的进一步推论是：一则由于小白菜和芜菁南北相互引种，两种蔬菜又是同期开花，其亲缘关系又极为密切，在天然受粉的情况下，完全可能天然杂交，出现杂交后代。二则这种杂交后代，属半耐寒性蔬菜，它既要求气候凉爽湿润、昼夜温差适宜，又不遭受冻害，日照、雨量等均符合结球的外界环境条件。而华北的秋季气候、温度和弱碱性土壤特性正符合这些要求，而且又经近千年的进化和培育，才终于出现了结球结实的大白菜。在此需要申明的是，笔者以为，今人称大白菜为“菘”或“菘菜”是一种误称，应该予以澄清改正。 综上所述，我们现在所食用的大白菜的高级变种——结球大白菜，是经历无数次演化和历代人民在长期的劳动实践中辛勤培育的结果。当代的大白菜已形成一个庞大的家族，可谓五彩纷呈，今非昔比。它的品系已发展到四个变种和结球变种三个生态型的一千余个品种。大白菜的适应性更强，成为祖国大江南北举国种植的“国菜”。更令人感到振奋的是，随着农业科技的日新月异，反季节的耐热大白菜和彩色大白菜也相继问世了。 大白菜个大体壮、物美价廉、营养丰富，令人久吃不厌。它一经问世，备受人们喜爱。元代忽思慧在《饮膳正要》中写到：“白菜，味甘，温，无毒。主通肠利胃，除胸中烦，解酒毒。”明朝王世懋对大白菜很赏识，认为是蔬菜中的神品。清朝吴其睿说北方大白菜运到南方之后：“竞相争购、味胜于肉，不胫而走。”王士雄在《随息居饮食谱》中记载品评吃大白菜的好处说：“甘平养胃，荤素皆宜，味胜珍馐。”清史学家柯劭忞作《种胶州白菜》诗：“翠叶中饱白玉肪，严冬冰雪亦甘香。”鲁迅在《滕野先生》中褒奖的“胶菜”即是山东青岛的著名特产，当年的“胶菜”物以稀为贵，运到南方被商家用红头绳系住菜根招摇销售。现代著名国画大师齐白石对大白菜钟爱有加，在他的《辣椒白菜》图中很为大白菜鸣不平，他慨然题词：“牡丹为花之王，荔枝为果之先，独不论白菜为菜之王，何也？”从此，大白菜乃“菜中之王”的美名，广为传颂认同。老百姓的大白菜情结更浓，常见的民谚道：“鱼生火，肉生痰，白菜豆腐保平安。”日本人评价大白菜：“性质极优，其味甜美，质极柔脆，诸菜中之最良品也。” 现代营养科学测得每百克大白菜含蛋白质克，脂肪克，碳水化合物克，膳食纤维克，维生素A原250微克，维生素A42微克，维生素毫克，维生素C47毫克，维生素毫克，硫胺素毫克，核黄素毫克，钙69毫克，铁毫克，锌毫克，磷30毫克，硒毫克，钼微克。特别需要提醒大家的是，大白菜中富含的硒和钼元素，是人体必需的微量元素，硒可与维生素E相辅相成，有预防心肌梗死、高血压和增强人体免疫力等功能；钼是酶的重要构成要素，还可协助糖类和脂肪的代谢，两者极具抗癌作用，可直接或间接杀死癌细胞。大白菜的草酸含量甚微，几乎不见报道。因此，营养专家将大白菜列为保健与防癌的首选蔬菜之一。 在食用上，大白菜的菜路宽、不拦味，适合于多种烹调方法，拌炝腌炒皆宜。它既可单独成菜，又可与众多原料配伍；既可做成淡雅的高档菜，又可做成味厚的大锅菜；既上得了厅堂，又下得了食堂；而且还是面点馅心和涮火锅必备的原料之一。可谓真味若水，承载万物。但专家建议，隔夜或放置时间较久的大白菜菜点不宜食用，以防大白菜中的硝酸盐转变成有毒的亚硝酸盐。 近几年来，在返璞归真食风的引领下，各地厨师倾情打造以大白菜为主角的品牌菜、创新菜，涌现出众多备受消费者青睐的大白菜菜点。而胶州作为大白菜的故乡，在餐饮界颇有知名度的胶南市黄海酒家经理高振刚，以弘扬地方特产为己任，以绿色天然的有机大白菜为研发对象，先后开发出大白菜的系列菜点，深受消费者欢迎，拉动了酒店的经营效益，使酒店人财两旺，生意红火，成为当地白菜营养价值：白菜中含有丰富的维生素，多吃白菜，可以起到很好的护肤和养颜效果。白菜中的纤维素不但能起到润肠、促进排毒的作用，还能促进人体对动物蛋白质的吸收。中医认为白菜微寒味甘，有养胃生津、除烦解渴、利尿通便、清热解毒之功。民间也常说：鱼生火，肉生痰，白菜豆腐保平安。 白菜原产地：我国北方，引种南方，南北各地均有栽培。十九世纪传入日本、欧美各国。白菜种类很多，北方的大白菜有山东胶州大白菜、北京青白、天津绿、东北大矮白菜、山西阳城的大毛边等。 白菜生长的气象条件：苗期：一般在立秋节前后，日平均气温在20一25℃播种力宜，温度超过27℃，幼苗生长细弱，易受病害。播种时太旱不能出苗，涝了根系不能下扎。苗期日照弱，雨水勤，土壤含水量为田间持水量的85%较为适宜。莲座期：适宜温度为18一22℃，水分充足，土壤无裂缝，凉爽晴天，日照充足，便于叶片和根系生长。连阴雨、日照弱、湿度大、暴用骤晴高温引起病害。包心期：适宜温度为12一16℃，气温凉爽利于包心，尤其是昼夜温差大，养分积累多。高温、闷热、忽冷忽热、干旱、大风容易烂心和造成病害，不利包心。 收获期：适宜温度为4一8℃，晴朗天气，以便晾晒，遇寒潮、冰冻、霜冻、气温降至-4一-5℃即受冻害。 “立冬不砍菜，受害莫要怪”。据统计我市在立冬后一周时间内，不受冻害的气候保证率达80%，说明大部分年份在此期间收获大白菜不会受害，但也有20%的年份受害。就是说每年在此期间温度有高有低，但这时大白菜生长很快，收获早了产量低，包心差。收获晚了易受冻害，适时收获产量高、质量好。何时砍菜最好，一方面要考虑节气，另外一方面要注意收听气象台站的降温和冰冻天气预报
文章名称：Impacts of allopolyploidization and structural variation on intraspecific diversification inBrassica rapa 发表时间：2021年5月 发表单位：中国农业科学院蔬菜花卉研究所等 发表期刊：Genome Biology 影响因子： 一、研究背景 白菜（AA, 2n=20）是主要的经济作物，它是芸薹属重要的种，是“禹氏三角”的基础组成之一（A亚基因组）。 构建白菜泛基因组不仅能够获得白菜种丰富的基因信息，同时可以鉴定白菜基因组存在的广泛的遗传变异。 异源多倍化是物种形成和分化动力之一，异源多倍化会产生的亚基因组往往表现出亚基因组优势，而亚基因组优势反映了不同亚基因组的同源基因偏好性丢失和表达优势。白菜经历了多次基因组加倍，产生了3套亚基因，而亚基因组间同源基因非对称选择使种内产生分化，造就了白菜多样性的形态。 SV对植物的进化与性状变异有着重要影响，但目前针对白菜多样性形态与SV关系的研究尚未报道。 二、技术路线 三、材料方法 1、样本选择 16个不同生态类型的白菜用于泛基因组构建（BRO,CCA, CCB, CXA,CXB, MIZ, OIA, OIB, OIC, PCA, PCB, TCA, TUA, TUE, TBA和WTC）； 144个白菜品系用于重测序（结合之前数据，共524个样品）。 2、测序 基因组组装：三代Pacbio Sequel平台（平均25x），二代illumine（90x），Hi-C文库； 群体重测序BGI平台。 3、分析内容 基因组组装，SV检测（基于基因组），群体SV检测（基于重测序），图形泛基因组，祖先基因组构建，选择性清楚分析，等等。 四、主要结果 1、16个代表性白菜基因组组装 16个品种分为6种形态，分别为大白菜、芜菁、油用白菜、苔菜、日本沙拉菜、小白菜； 16个品种单独de novo组装，基因组大小在337–466 Mb，contig N50 在– Mb，其中12个品种使用hi-c测序挂载染色体，剩余4个利用reference-guided共线性分析挂载染色体； 16个基因组检测到44,207–47,602个基因，重复序列–，重复序列和基因组大小成正相关（R =, P = e−16）； 以Chiifu为ref，其他17个与Chiifu之间共线性的比例存在差异（表1）； 以上结果说明，不同形态的白菜之间在基因含量、共线性、染色体结构上存在差异。 2、白菜泛基因组构建 白菜泛基因组包含47,107个基因，与单个基因组基因数相差不多，说明不同白菜品种基因组成比较接近； 基因家族分类（图b、c） 核心基因：18个基因组都包含； 次核心：80%以上基因组包含； 非必需：2-14个基因组包含； 特有：只在1个基因组包含； 基因表达显示，核心基因的表达水平高于非必需基因（图e）； 核心基因的CDS长度和数量高于其他类型基因（图f、g）； LTR-RT更多出现在非必需基因中，说明TE促进白菜种内多样性的变异（图h）。 3、泛基因组分析揭示白菜种内的大量SV 使用全基因组7900个单拷贝直系同源基因构建了18个品种的进化树（图a），而后作者使用单条染色体分别构建进化树，结果显示与全基因组的并不完全相同，说明种内多样性的复杂进化历史； 基于524个样品的重测序数据构建的进化树，发现18个品种分布在不同形态的白菜分支中（图b）； 以Chiifu为ref，其他17个基因组比对鉴定SV，得到–的insertions和–的deletions； 对SV分析显示，SV富集在基因组重复区域（图e），随着基因组个数的增加，SV的数量逐渐增加至呈现饱和趋势（图f）； 利用hi-c数据鉴定到4个大片段的倒位（图g）。 4、共线性基因的灵活性与不同白菜基因组的分化有关 白菜基因组经历了多次染色体多倍化和基因丢失，使白菜基因组中包含3套亚基因组，因此作者试图分析白菜种内分化过程中由多倍化产生的基因的进化过程； 作者将在拟南芥和16-18个泛基因组样品中都存在同源基因，称为保守共线性基因（CSG），而在拟南芥和2-15个基因组存在同源基因，称为灵活共线性基因（FSG），FSG可能与白菜种内分化相关； 在18个不同的基因组中，FSG平均占基因总数的； FSG中非同义/同义突变SNP的比例、含大效应突变位点的基因、积累的SV以及LTR-RT数量都显著高于CSG（图b、c）。 5、白菜种内分化过程中基因的灵活性扩大了LF亚基因组的优势 白菜基因组进化过程中多次基因组加倍事件和基因丢失，最终形成的基因组包含3个亚基因组LF、MF1、MF2，作者分析发现FSG的平均比例在LF中显著低于MF1和MF2（图e），而在18个基因组中FGS的频率要高于另外2个亚基因组（图d），说明白菜种内分化过程中偏好性基因灵活性的连续影响； 在18个基因组中FSG的比例在多拷贝基因集中显著高于单拷贝和两拷贝基因集，说明在种内分化过程中多拷贝基因更有灵活性； 种内分化过程中，多拷贝基因有着较高的灵活性（图g）。 6、推测的白菜祖先基因组为系统调查种内分化提供新的见解 作者将18个基因组的基因merge到一起，重构了白菜的祖先基因组，发现LF中的基因数和基因密度均高于MF1、MF2，说明LF亚基因组处于优势地位； 比较Chiifu和祖先基因组，发现单个基因组中LF、MF1、MF2中的基因密度显著低于祖先基因组（图a），说明在种内分化过程中大量基因丢失； 亚基因组比较显示，Chiifu中LF中丢失基因的密度低于MF1、MF2（图b），说明在种内分化过程中LF基因丢失较少； 作者重构了十字花科的祖先基因组和白菜、甘蓝祖先基因组，发现LF作为优势亚基因组保留了更多基因，而且LF亚基因组有较低比例的基因丢失。 7、SV变异与白菜种内分化 基于18个基因组比对获得的SV，构建白菜的图形泛基因组（以Chiifu为ref）； 524个样品重测序数据与图形基因组比对call sv，获得57877个高质量SV； 根据形态将白菜分为不同的组，通过组间比较，鉴定到1064个SV与结球性状相关，19个SV与小白菜驯化相关，172个SV与芜菁驯化相关，说明SV与不同形态的驯化相关； 作者鉴定到在中279bp的缺失影响叶球性状的驯化，作者通过以下6种方法验证基因的真实性： 基因内变异标记在结球和不结球群体中的分布差异性（图bcd） 基因侧翼SNP在结球和不结球群体中呈现不同的单体型（图a） 基因处在结球与不结球群体选择清除区域（图f） 拟南芥同源基因分析 基因在结球和不结球个体中的表达量分析 在更大的结球和不结球群体中扩增基因内的deletion，查看有无此变异 参考文献： Xu Cai,Lichun Chang,Tingting Zhang,et of allopolyploidization and structural variation on intraspecific diversification in Brassica Biology.(2021)22:166
基于大白菜全基因组序列开发的ssr核心引物组及应用【技术领域】[0001] 本发明涉及大白菜SSR标记，具体地说是基于大白菜全基因组序列开发的SSR核 心引物组及应用，属于分子生物学技术领域。【背景技术】[0002] 大白菜是十字花科二年生草本植物，在我国北方的冬季，大白菜更是餐桌上必不 可少的，故有"冬日白菜美如笋"之说。大白菜具有较高的营养价值，有"百菜不如白菜"的 说法。大白菜中含有大量的粗纤维，可促进肠壁蠕动，帮助消化，大白菜味美清爽，开胃健 脾，含有蛋白质、脂肪、多种维生素及钙、磷、铁等矿物质，常食有助于增强机体免疫功能，对 减肥健美也有帮助。大白菜中的有效成分能降低人体胆固醇水平、增加血管弹性，常食可预 防动脉粥样硬化和某些心血管疾病。因此，可以开发、加工成一系列食用方便的食品。[0003] 大白菜是我国原产蔬菜，有悠久的栽培历史，在中国的种植面积约占蔬菜播种面 积的9 %~15 %，并且先后传入日本、韩国、朝鲜等国家。由于大白菜在中国及东亚国家的 蔬菜生产和消费中占有举足轻重的地位，因此大白菜新品种培育具有重要的意义。近年来， 我国大白菜新品种培育呈现良好的发展势头，培育出大量新品种。准确、快速进行农作物品 种的鉴定，对于农作物品种审定、品种保护、真假品种辨别、品种的产权纠纷等方面均有重 要作用。传统的品种鉴定方法是田间种植鉴定，是将鉴定品种种植在相同的生长条件下，在 幼苗、开花期、成熟期等各个阶段对多个质量性状、数量性状及抗病性等做出观察记载，并 进行品种比较，鉴定品种的异同。传统品种鉴定方法存在鉴定周期长、易受环境影响、测试 性状多、工作量大等问题，无法适应大量品种的鉴定需求。[0004] 分子标记是以个体间核苷酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性 的直接反映。分子标记检测技术具有测试周期短、不受环境影响和季节限制、没有组织特异 性、供选择的标记数量多、可以进行高通量测试分析等优势，已逐步用于品种鉴定、种子纯 度及品种真实性检测中。利用RAPD、AFLP、RFLP标记，可以将不同生态类型的大白菜品种 区别开。但是，RAPD重复性较差；AFLP操作较复杂，稳定性较差；RFLP操作过程繁琐，效率 低，成本高。SSR(Simple Sequence Repeats)是以1~6个核苷酸为单位、呈串联重复的 DNA序列，广泛分布于真核生物基因组中。与其他分子标记相比，SSR标记具有共显性、多态 性高、重复性好、操作简单等优点，已经作为重要的DNA标记广泛应用于植物遗传多样性研 究、品种鉴定、遗传图谱的构建、QTL定位、标记辅助选择及比较基因组研究等领域。与水
基因重组蛋白药物研究进展论文
基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于 20 世纪 70 年代诞生的一门崭新的生物技术科学。下面是由我整理的基因工程学术论文，谢谢你的阅读。 基因工程学术论文篇一 摘 要：基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于 20 世纪 70 年代诞生的一门崭新的生物技术科学。基因工程是一项很精密的尖端生物技术。可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中，甚至可把细菌、动植物的基因互换。当某一基因进入另一种细胞，就会改变这个细胞的某种功能。这项工程创造出原本自然界不存在的重组基因。它不仅为医药界带来新希望，在农业上提高产量改良作物，并且对环境污染、能源危机提供解决之道，甚至可用在犯罪案件的侦查。基因工程的发展现状和前景是怎么样呢，而又有哪些利弊? 关键词：基因工程;发展现状;发展前景;基因工程利弊 一、基因工程 (一)基因工程的概念及发展 1.概念 基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 2.发展 生物学家于20 世纪50 年代发现了DNA 的双螺旋结构，从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体，这是人类在生物研究方面的一次重大突破。60 年代以后，科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码，简单地说，就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上，进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。 (二)基因工程的发展现状及前景 1.发展现状 (1)基因工程应用于农业方面。运用基因工程方法，把负责特定的基因转入农作物中去，构建转基因植物，有抗病虫害，抗逆，保鲜，高产，高质的优点。 下面列举几个代表性方法。 ①增加农作物产品营养价值如：增加种子、块茎蛋白质含量，改变植物蛋白必需氨基酸比例等。 ②提高农作物抗逆性能如：抗病虫害、抗旱、抗涝、抗除草剂等性能。 ③生物固氮的基因工程。若能把禾谷等非豆科植物转变为能同根瘤菌共生，或具固氮能力，将代替无数个氮肥厂。④增加植物次生代谢产物产率。植物次生代谢产物构成全世界药物原料的 25% ，如治疗疟疾的奎宁、治疗白血病的长春新碱、治疗高血压的东莨菪碱、作为麻醉剂的吗啡等。 ⑤运用转基因动物技术，可培育畜牧业新品种。 二、基因工程应用于医药方面 目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快产业之一，前景广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。对预防人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。 并且应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段;专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。 三、基因工程应用于环保方面 工业发展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力，基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。美国利用DNA 重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4 种菌体基因链接，转移到某一菌体中构建出可同时降解4 种有机物的“超级细菌”，用之清除石油污染，在数小时内可将水上浮油中的2/3 烃类降解完，而天然菌株需 1 年之久。90 年代后期问世的DNA 改组技术可以创新基因，并赋予表达产物以新的功能，创造出全新的微生物，如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过PCR 技术全部克隆出来，再利用基因重组技术在体外加工重组，最后导入合适的载体，就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株，从而大大地提高降解效率。 (一)发展前景 基因工程应用重组DNA 技术培育具有改良性状的粮食作物的工作已初见成效。重组DNA 技术的一个显著特点是，它注往可以使一个生物获得与之固有性状完全无关的新功能，从而引起生物技术学发生革命性的变革，使人们可以在大量扩增的细胞中生产哺乳动物的蛋白质，其意义无疑是相当重大的。将控制这些药物合成的目的基因克隆出来，转移到大肠杆菌或其它生物体内进行有效的表达，于是就可以方便地提取到大量的有用药物。目前在这个领域中已经取得了许多成功的事例，其中最突出的要数重组胰岛素的生产。 重组DNA 技术还有力地促进了医学科学研究的发展。它的影响所及有疾病的临床诊断、遗传病的基因治疗、新型疫苗的研制以及癌症和艾滋病的研究等诸多科学，并且均已取得了相当的成就。 (二)基因工程的利与弊 1.基因工程的利 遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码的错误;基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。产前基因筛检可以诊断胎儿是否带有遗传疾病，这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎，早至只有两天大，尚在八个细胞阶段的试管胚胎。做法是将其中之一个细胞取出，抽取DNA，侦测其基因是否正常，再决定是否把此胚胎植入母亲的子宫发育。胎儿性别同时也可测知。 基因筛检并不改变人的遗传组成，但基因治疗则会。目前全世界正重视发展永续性农业，希望农业除了具有经济效益，还要生生不息，不破坏生态环境。基因工程正可帮忙解决这类问题。基因工程可以改良农粮作物的营养成分或增强抗病抗虫特性。可以增加畜禽类的生长速率、牛羊的泌乳量、改良肉质及脂肪含量等。 2.基因工程的弊 广泛的基因筛检将会引起一连串的社会问题。虽然基因筛检可帮助医生更早期更有效地治疗病人，但可能妨碍他的未来生活就业。基因工程会产生“杀虫剂”的作物，也可能对大环境有害，它们或许会杀死不可预期的益虫，影响昆虫生态的平衡。转基因食品不同于相同生物来源之传统食品，遗传性状的改变，将可能影响细胞内之蛋白质组成，进而造成成份浓度变化或新的代谢物生成，其结果可能导致有毒物质产生或引起人的过敏症状，甚至有人怀疑基因会在人体内发生转移，造成难以想象的后果。转基因食品潜在危害包括：食物内所产生的新毒素和过敏原;不自然食物所引起其它损害健康的影响;应用在农作物上的化学药品增加水和食物的污染;抗除草剂的杂草会产生;疾病的散播跨越物种障碍;农作物的生物多样化的损失;生态平衡的干扰。 四、结束语 随着社会科技的进步，基因工程的发展将成为必然。尽管它会给我们带来一些危害但是仍然为我们带来了很多好处。不仅为我们提供了新的能源而且促进了各国的经济的发展，所以在我们发展基因工程的同时应该尽力避免一些危害，而让有利的方面尽可能应用。 参考文献： [1]陈宏.2004.基因工程原理与应用.北京：中国农业 出版社 [2]胡银岗.2006.植物基因工程.杨凌.西北农林科技大学出版社 [3]刘祥林.聂刘旺.2005.基因工程.北京：科学出版社 [4]陆德如.陈永青.2002.基因工程.北京：化学工业出版社 [5]王关林.方宏筠.2002.植物基因工程.北京：科学出版社 基因工程学术论文篇二 基因工程蛋白药物发展概况 【摘要】近些年，随着生物技术的发展，基因工程制药产业突飞猛进，本文就一些相关的重要蛋白药物的市场概况和研究进展作一概述。 【关键词】基因工程 蛋白药物 发展概况 中图分类号：R97 文献标识码：B 文章编号：1005-0515(2011)6-255-03 基因工程制药是随着生物技术革命而发展起来的。1980 年，美国通过Bayh-Dole 法案，授予科学家 Herbert Boyer 和 Stanley Cohen 基因克隆专利，这是现代生物制药产业发展的里程碑。1982 年，第一个生物医药产品在美国上市销售，标志着生物制药业从此走入市场[1]。 生物制药业有不同于传统制药业的特点：首先，生物制药具有“靶向治疗”作用;其次，生物制药有利于突破传统医药的专利保护到期等困境;再次，生物制药具有高技术、高投入、高风险、高收益特性;此外，生物制药具有较长的产业链[1]。生物制药业这一系列的特点决定了其在21世纪国民经济中的重要地位，历版中国药典收录的生物药物品种也是逐渐增多[2](图一)。 当前生物制药业的发展趋势在于不断地改进、完善和创新生物技术，在基因工程药物研发投入逐年增加的基础上，我国生物制药的产值及利润增长迅猛， 2006-2008年三年就实现了利润翻番[2](表一)。随着研究的深入，当前生物药的热点逐渐聚焦到通过新技术大量生产一些对医疗有重要意义且成分确定的蛋白上。研究表明，在我国的基因工程药物中，蛋白质类药物超过50%[3]。而这些源自基因工程菌表达的蛋白，如疫苗、激素、诊断工具、细胞因子等在生物医学领域的应用主要包括4个方面：即疾病或感染的预防;临床疾病的治疗;抗体存在的诊断和新疗法的发现。利用基因工程技术(重组DNA技术)生产蛋白主要有三方面的理由：1.需求性，天然蛋白的供应受限制，随需求的不断增加，数量上难以满足，使它得不到广泛应用;2.安全性，一些天然蛋白质的原料可能受到致病性病毒的污染，且难以消除或钝化;3.特异性，来自天然原料的蛋白往往残留污染，会引起诊断试验所不应有的背景[4]。 以下将介绍一些基因工程产物的市场概况和研究发展。 1 促红细胞生成素 是细胞因子的一种，在骨髓造血微环境下促进红细胞的生成。1985年科学家应用基因重组技术，在实验室获得重组人EPO(rhEPO)，1989年安进(Amgen)公司的第一个基因重组药物Epogen获得FDA的批准，适应症为慢性肾功能衰竭导致的贫血、恶性肿瘤或化疗导致的贫血、失血后贫血等[5,6]。 2001年，EPO的全球销售额达亿美元，2002年达亿美元，2003年全世界EPO的年销售额超过50亿美元。创下生物工程药品单个品种之最，是当今最成功的基因工程药物。用过EPO的大多数病人感觉良好，在治疗期间无明显毒副作用或功能失调。重组体CHO细胞可以放大到生产规模以满足对EPO的需求。 2 胰岛素 自1921 年胰岛素被Banting 等人成功提取并应用于临床以来，已经挽救了无数糖尿病患者的生命。仅2000年，胰岛素在全球范围内就大约延长了5100万名I型糖尿病病人的寿命。20世纪80年代初，人胰岛素又成为了商业现实;80 年代末利用基因重组技术成功生物合成人胰岛素，大肠杆菌和酵母都被用作胰岛素表达的寄主细胞[7]。 国内外可工业化生产人胰岛素的企业只有美国的礼来公司、丹麦的诺和诺德公司、法国的安万特公司和中国北京甘李生物技术有限公司等，胰岛素类似物也仅在上述4个国家生产，且每个公司只能生产艮效或速效类似物巾的个品种，主要原因是要达到生物合成人胰岛素产业化的技术难度特别大，若无高精尖的高密度发酵技术、纯化技术和工业化生产经验是无法实现的[8]。 3 疫苗 在人类历史上，曾经出现过多种造成巨大生命和财产所示的疫症，而在预防和消除这些疫症的过程中疫苗发挥了十分关键的作用。所以疫苗被评为人类历史上最重大的发现之一。 疫苗可分为传统疫苗(t raditional vaccine) 和新型疫苗(new generation vaccine)或高技术疫苗( high2tech vaccine)两类,传统疫苗主要包括减毒活疫苗、灭活疫苗和亚单位疫苗,新型疫苗主要是基因工程疫苗。疫苗的作用也从单纯的预防传染病发展到预防或治疗疾病(包括传染病) 以及防、治兼具[2]。 随着科技的发展，对付艾滋病、癌症、肝炎等多种严重威胁人类生命安全的疫苗开发取得巨大进展，这其中也孕育着巨大的商业机会[9]， 2007年全球疫苗销售额就已达到163亿美元，据美林证券公布的一份研究报告显示，全球疫苗市场正以超过13%的符合增长率增长。而我国是疫苗的新兴市场，国内疫苗市场发展潜力巨大，年增长率超过15%。 在以细胞培养为基础的疫苗、抗体药物生产中，Vero细胞、BHK21细胞、CHO细胞和Marc145细胞是最常用的细胞，这些细胞的反应器大规模培养技术支撑着行业的技术水平[4]。建立细胞培养和蛋白表达技术平台，进一步完善生物反应器背景下的疫苗生产支撑技术是当前国际疫苗产业研究的重点。 4 抗体 从功能上划分，抗体可分为治疗性抗体和诊断性抗体;从结构特点上划分，抗体可分为单克隆抗体和多克隆抗体。抗体可有效地治疗各种疾病，比如自身免疫性疾病、心血管病、传染病、癌症和炎症等[10,11]。抗体药物的一大特点在于其较低甚至几乎可以忽略的毒性。另外一个优势是，抗体本身也许既可被当作一种治疗武器，也可被用作传递药物的一种工具。除了全人源化抗体以外，与小分子药物、毒素或放射性有效载荷有关的结合性抗体也已经在理论上显示出了强大的潜力，尤其是在癌症治疗方面[12]。 治疗性抗体是世界销售额最高的一类生物技术药物,2008 年治疗性抗体销售额超过了300 亿美元,占了整个生物制药市场40%。在美国批准的99 种生物技术药物中,抗体类药物就占了30 种;在633 种处于临床研究的生物技术药物中, 有192 种为抗体药物,而在抗癌及自身免疫性疾病的治疗研究中,治疗性抗体占了一半[2]。截止2007年，美国FDA批准上市的抗体药物见表二[13]。 参考文献 [1] 章江益, 孙瑜, 王康力. 美国生物制药产业发展及启示[J]. 江苏科技信息. 2011, 1(5): 11-14. 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[13] 于建荣, 陈大明, 江洪波. 抗体药物研发现状与发展态势[J]. 生物产业技术. 2009, 1(3): 49.看了"基因工程学术论文"的人还看: 1. 高中生物选修三基因工程知识点总结 2. 高二生物基因工程知识点梳理 3. 浅谈基因工程在农业生产中的应用 4. 植物叶绿体基因工程发展探析 5. 关于蔬菜种植的学术论文
李宝键教授在“展望21世纪的生命科学”一文中谈到基因组研究计划研究重要性时，引用《Scinence》上“第三次技术命革”中的一句话：“下一个传大时代将是基因组革命时代，它正处于初期阶段。”在当前的研究水平上，只要涉及生命体重要现象的课题，几乎离不开对基因及其作用的分析。2000年6月26日，英美两国首脑会同公私两大人基因组测序集团向世人正式宣告，人基因组的工作草图已绘制完成。科学家把这作为生命科学进入新时代的标志，即后基因组时代(post-genome era)。因此有必要对基因组及其研究内容和进展作一个了解。1基因组学及其研究内容基因组(GENOME)一词是1920年Winkles从GENes和chromosOMEs组成的，用于描述生物的全部基因和染色体组成的概念。1953年Watson和Crick发现DNA双螺旋结构，标志分子生物学的诞生，随着各学科的发展，当前生物学研究进入新的进代，在生物大分子水平上将不同的研究技术和手段有机的结合以攻克生物学难题。基因组研究可以理解为：(1)基因表达概况研究，即比较不同组织和不同发育阶段、正常状态与疾病状态，以及体外培养的细胞中基因表达模式的差异，技术包括传统的RTPCR，RNase保护试验，RNA印迹杂交，但是其不足是一次只能做一个。新的高通量表达分析方法包括微点阵(microarrary)，基因表达序列分析(serial analysis of gene expression，SAGE)，DNA芯片(DNA chip)等；(2)基因产物-蛋白质功能研究，包括单个基因的蛋白质体外表达方法，以及蛋白质组研究；(3)蛋白质与蛋白质相互作用的研究，利用酵母双杂交系统，单杂交系统(one-hybrid system)，三杂交系统(thrdee-hybrid system)以及反向杂交系统(reverse hybrid system)等。1986年美国科学家Thomas Roderick提出了基因组学(Genomics)，指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱)，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一门科学。因此，基因组研究应该包括两方面的内容：以全基因组测序为目标的结构基因组学(structural genomics)和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics)。结构基因组学代表基因组分析的早期阶段，以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。功能基因组学代表基因分析的新阶段，是利用结构基因组学提供的信息系统地研究基因功能，它以高通量、大规模实验方法以及统计与计算机分析为特征。随着1990年人类基因组计划(Human Genome Project，HGP)的实施并取得巨大成就，同时模式生物(model organisms)基因组计划也在进行，并先后完成了几个物种的序列分析，研究重心从开始揭示生命的所有遗传信息转移到从分子整体水平对功能的研究上。第一个标志是功能基因组学的产生，第二个标志是蛋白质组学(proteome)的兴起。2 结构基因组学研究内容结构基因组学(structural genomics)是基因组学的一个重要组成部分和研究领域，它是一门通过基因作图、核苷酸序列分析确定基因组成、基因定位的科学。遗传信息在染色体上，但染色体不能直接用来测序，必须将基因组这一巨大的研究对象进行分解，使之成为较易操作的小的结构区域，这个过程就是基因作图。根据使用的标志和手段不同，作图有三种类型，即构建生物体基因组高分辨率的遗传图谱、物理图谱、转录图谱。遗传图谱通过遗传重组所得到的基因在具体染色体上线性排列图称为遗传连锁图。它是通过计算连锁的遗传标志之间的重组频率，确定他们的相对距离，一般用厘摩(cM，即每次减数分裂的重组频率为1%)来表示。绘制遗传连锁图的方法有很多，但是在DNA多态性技术未开发时，鉴定的连锁图很少，随着DNA多态性的开发，使得可利用的遗传标志数目迅速扩增。早期使用的多态性标志有RFLP(限制性酶切片段长度多态性)、RAPD(随机引物扩增多态性DNA)、AFLP(扩增片段长度多态性)；80年代后出现的有STR(短串联重复序列，又称微卫星)DNA遗传多态性分析和90年代发展的SNP(单个核苷酸的多态性)分析。物理图谱物理图谱是利用限制性内切酶将染色体切成片段，再根据重叠序列确定片段间连接顺序，以及遗传标志之间物理距离［碱基对(bp)或千碱基(kb)或兆碱基(Mb)的图谱。以人类基因组物理图谱为例，它包括两层含义，一是获得分布于整个基因组30 000个序列标志位点(STS，其定义是染色体定位明确且可用PCR扩增的单拷贝序列)。将获得的目的基因的cDNA克隆，进行测序，确定两端的cDNA序列，约200bp，设计合成引物，并分别利用cDNA和基因组DNA作模板扩增；比较并纯化特异带；利用STS制备放射性探针与基因组进行原位杂交，使每隔100kb就有一个标志；二是在此基础上构建覆盖每条染色体的大片段：首先是构建数百kb的YAC(酵母人工染色体)，对YAC进行作图，得到重叠的YAC连续克隆系，被称为低精度物理作图，然后在几十个kb的DNA片段水平上进行，将YAC随机切割后装入粘粒的作图称为高精度物理作图.转录图谱利用EST作为标记所构建的分子遗传图谱被称为转录图谱。通过从cDNA文库中随机条区的克隆进行测序所获得的部分 cDNA的5＇或3＇端序列称为表达序列标签(EST)，一般长300～500bp左右。一般说，mRNA的3＇ 端非翻译区(3＇-UTR)是代表每个基因的比较特异的序列，将对应于3＇-UTR的EST序列进行RH定位，即可构成由基因组成的STS图。截止到1998年12月底，在美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库中分布的植物EST的数目总和已达几万条，所测定的人基因组的EST达180万条以上。这些EST不仅为基因组遗传图谱的构建提供了大量的分子标记，而且来自不同组织和器官的EST也为基因的功能研究提供了有价值的信息。此外，EST计划还为基因的鉴定提供了候选基因(candidantes)。其不足之处在于通过随机测序有时难以获得那些低丰度表达的基因和那些在特殊环境条件下(如生物胁迫和非生物胁迫)诱导表达的基因。因此，为了弥补EST计划的不足，必须开展基因组测序。通过分析基因组序列能够获得基因组结构的完整信息，如基因在染色体上的排列顺序，基因间的间隔区结构，启动子的结构以及内含子的分布等。3功能基因组学研究功能基因组学(functional genomics)又往往被称为后基因组学(postgenomics)，它利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。基因的功能包括：生物学功能，如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰；细胞学功能，如参与细胞间和细胞内信号传递途径；发育上功能，如参与形态建成等采用的手段包括经典的减法杂交，差示筛选，cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等，但这些技术不能对基因进行全面系统的分析。新的技术应运而生，包括基因表达的系统分析，cDNA微阵列，DNA芯片等。鉴定基因功能最有效的方法是观察基因表达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异，因此需要建立模式生物体。比较基因组学(Comparative Genomics)是基于基因组图谱和测序基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。利用模式生物基因组与人类基因组之间编码顺序上和结构上的同源性，克隆人类疾病基因，揭示基因功能和疾病分子机制，阐明物种进化关系，及基因组的内在结构。目前从模式生物基因组研究中得出一些规律：模式生物基因组一般比较小，但编码基因的比例较高，重复顺序和非编码顺序较少；其G+C%比较高；内含子和外显子的结构组织比较保守，剪切位点在多种生物中一致；DNA 冗余，即重复；绝大多数的核心生物功能由相当数量的orthologous蛋白承担；Synteny连锁的同源基因在不同的基因组中有相同的连锁关系等。模式生物基因组研究揭示了人类疾病基因的功能，利用基因顺序上的同源性克隆人类疾病基因，利用模式生物实验系统上的优越性，在人类基因组研究中的应用比较作图分析复杂性状，加深对基因组结构的认识。 此外，可利用诱变技术测定未知基因，基因组多样性以及生物信息学（Bioinformatics）的应用。4蛋白质组学研究基因是遗传信息的携带者，而全部生物功能的执行者却是蛋白质，它有自身的活动规律，因而仅仅从基因的角度来研究是远远不够的，必须研究由基因转录和翻译出蛋白质的过程，才能真正揭示生命的活动规律，由此产生了研究细胞内蛋白质组成及其活动规律的新兴学科——蛋白质组学（proteomics）。蛋白质组（proteome）是由澳大利亚Macquarie大学的Wilkins和Williams于1994首先提出，并见于1995年7月的“Electrophonesis”上，指全部基因表达的全部蛋白质及其存在方式，是一个基因、一个细胞或组织所表达的全部蛋白质成分，蛋白质组学是对不同时间和空间发挥功能的特定蛋白质群体的研究。它从蛋白质水平上探索蛋白质作用模式、功能机理、调节控制以及蛋白质群体内相互作用，为临床诊断、病理研究、药物筛选、药物开发、新陈代谢途径等提供理论依据和基础。 蛋白质组学旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式，内容包括鉴定蛋白质表达、存在方式（修饰形式）、结构、功能和相互作用方式等。它不同于传统的蛋白质学科，是在生物体或其细胞的整体蛋白质水平上进行的，从一个机体或一个细胞的蛋白质整体活动来揭示生命规律。但由于蛋白质具有多样性和可变性，复杂性，低表达蛋白质难以检测等，应该明确其研究的艰难性。总体上研究可以分为两个方面：对蛋白质表达模式（或蛋白质组成）研究，对蛋白质功能模式（目前集中在蛋白质相互作用网络关系）研究。对蛋白质组研究可以提供如下信息：从基因序列预测的基因产物是否以及何时被翻译；基因产物的相对浓度；翻译后被修饰的程度等。由于蛋白质数目小于基因组中开放阅读框（ORF, open reading frame）数目，因此提出功能蛋白质组学（functional proteomics），功能蛋白质指在特定时间、特定环境和试验条件下基因组活跃表达的蛋白质，只是总蛋白质组的一部分。功能蛋白质组学研究是位于对个别蛋白质的传统蛋白质研究和以全部蛋白质为研究对象的蛋白质研究之间的层次，是细胞内与某个功能有关或某种条件下的一群蛋白质。对蛋白质组成分析鉴定，要求对蛋白质进行表征化，即分离、鉴定图谱化，包括两个步骤：蛋白质分离和鉴定。双向凝胶电泳（2-DGE）和质谱（MS）是主要的技术。近年来，有关技术和生物信息学在不断并迅速开发和发展中。蛋白质组研究技术体系包括：样品制备；双向聚丙烯酰胺凝胶电泳（two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis,2-D PAGE）；蛋白质的染色；凝胶图像分析；蛋白质分析；蛋白质组数据库。其中三大关键是：双向凝胶电泳技术、质谱鉴定、计算机图像数据处理与蛋白质数据库。5与基因组学相关学科诞生随着基因组学研究的不断深入，人类有望揭示生命物质世界的各种前所未知的规律，完全揭开生命之谜，进而驾驶生命，使之为人类的社会经济服务。基因组研究和其它学科研究交叉，促进一些学科诞生，如营养基因组学（nutritional genomics），环境基因组学（environmental genomics），药物基因组学（phamarcogenomics），病理基因组学（pathogenomics），生殖基因组学(reproductive genomics)，群体基因组学(population genomics)等。其中，生物信息学正成为备受关注的新型产业的支撑点。生物信息学是以生物大分子为研究，以计算机为工具，运用数学和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈指数级增长的生物信息数据的一门科学。研究重点体现在基因组学和蛋白质两个方面。首先是研究遗传物质的载体DNA及其编码的大分子量物质，以计算机为工具，研究各种学科交叉的生物信息学的方法，找出其规律性，进而发展出适合它的各种软件，对逐步增长的DNA 和蛋白质的序列和结构进行收集、整理、发布、提取、加工、分析和发现。由数据库、计算机网络和应用软件三大部分组成。其关注的研究热点包括：序列对比，基因识别和DNA序列分析，蛋白质结构预测，分子进化，数据库中知识发现（Knowledge Discovery in Database, KDD）。这一领域的重大科学问题有：继续进行数据库的建立和优化；研究数据库的新理论、新技术、新软件；进行若干重要算法的比较分析；进行人类基因组的信息结构分析；从生物信息数据出发开展遗传密码起源和生物进化研究；培养生物信息专业人员，建立国家生物医学数据库和服务系统［5］。20世纪末生物学数据的大量积累将导致新的理论发现或重大科学发现。生物信息学是基于数据库与知识发现的研究，对生命科学带来革命性的变化，对医药、卫生、食品、农业等产业产生巨大的影响。邹承鲁教授在谈论21世纪的生命科学时讲到，生物学在20世纪已取得巨大的发展，数理科学广泛而又深刻地深入生物学的结果在新的高度上揭示了生命的奥妙，全面改变了生物学的面貌。生物学不仅是当前自然科学发展的热点，进入21世纪后将仍然如此。科学家称21世纪是信息时代。生物科学和信息科学结合，无疑是多个学科发展的必然结果。
油菜基因组文献综述论文
大家好，本周给大家分享的是最近发表在 NG 上与 油菜育种中农艺性状的基因组选择和遗传结构 相关的一篇文章。
文章题目：Genomic selection and genetic architecture of agronomic traits during modern rapeseed breeding (现代油菜育种中农艺性状的基因组选择和遗传结构)
期刊： Nature genetics
影响因子： 2020_IF = ; 中科大类: 综合性期刊1区; 中科小类: 综合性期刊1区; JCR分区: Q1
发文单位： 中国农业科学院油料作物研究所、禾致源研发与合作中心、美国密苏里大学和 西澳大学等4家单位。
摘要： 油菜是世界上重要的产油作物。近几十年来，它的适应性、产量和品质都有了显著的提高，但育种选择背后的遗传机制仍不清楚。因此，作者在418份不同油菜种质的全基因组测序基础上，对育种过程中的油菜进行了全面的基因组评估。作者揭示了选择适应性和农艺性状的基因组基础。全基因组关联研究在56个重要农艺性状（包括植株结构和产量性状）鉴定了628个关联位点相关的致病候选基因。此外，作者发现农艺性状的可能候选基因中存在非同义突变，在整个改良过程中等位基因频率分布存在显著差异，包括控制种子重量的核糖体循环因子（ BnRRF ）基因。本研究为油菜品种改良提供了基因组基础，为基因组辅助育种提供了宝贵的基因组资源。
主要结果：
1、基因组变异和群体结构
作者对418份不同的甘蓝型油菜种质进行重测序，获得了测序数据。该数据集包括410份油菜籽种质、7份蔬菜种质和一份合成油菜种质的生态型、地理以及性状和繁殖时间的多样性（图1a）。使用人工合成油菜（2AF508）作为外类群，418份材料之间的系统发育关系表明，蔬菜用途油菜与产油材料之间存在明显差异（图1b-e）。
图1. 418份油菜种质的地理分布和群体多样性。a、418份材料的地理分布，冬季、春季、半冬季和蔬菜用途材料分别用蓝色、绿色、红色和黄色表示。b、以人工合成油菜为外群，利用全基因组SNPs构建所有材料的系统发育树。c、蔬菜用途材料和三种生态型油菜之间的核苷酸多样性（π）和群体分化指数（Fst）。d、每个亚群的LD衰减值。e、该研究中所有材料的PCA分析。
2、适应性和农艺性状的全基因组选择 作者在不同生态型和育种时期使用了XP-CLR、π、Fst和OmegaPlus方法来确定与适应性、产量和品质改良有关的潜在选择性信号（图2）。在中国，油菜育种可能经历了两个重要阶段：提高对当地环境的适应能力和选择高产优质的种子。在改良过程中，在不同育种时期的五次比较中，至少有两次确定了总共1005个包含2604个基因的选定区域（图2）。第一阶段主要是环境适应；作者鉴定了为提高适应性而选择的相关基因，这些基因与半温型油菜的典型表型变化一致，从半冬油菜中筛选出8个与叶片衰老或叶绿素生物合成相关的基因，包括ERF4和CYP38，FT、PHYC和FAR1等昼夜节律基因参与开花时间的调节（图2a）。此外，叶角和开花时间的选择区间与相应的GWAS信号有重叠（图2c）。
3、56个农艺性状的GWAS分析 从2013年到2017年，共对6个地区的403个不同油菜品种的56个重要农艺性状进行了测定，并将其分为6类：PA、形态特征、胁迫和抗病性、生育期、产量组成、含油量和脂肪酸组成，具有丰富的表型多样性（图3）。作者在六个与高于阈值的表型变异相关的区域中确定了628个SNP-GWASs关联峰（图3）。此外，作者对56个性状进行了InDel-GWASs，InDel-GWASs识别的大多数位点与SNP-GWAS结果重叠，而一些位点仅在InDel-GWAS中检测到。
图3. 油菜基因组特征与GWAS结果的整合。a、每个染色体上的基因密度。b、SNP密度。c、插入/缺失密度。d-g、产量（d）、种子质量(e)、生长期(f)、植株结构（g）。h、A和C亚基因组的共线性分析。
4、植物结构（PA）候选基因的鉴定 PA强烈影响光截获和光合作用，在产量和作物适应中起着极其重要的作用。LA是叶片偏离水平方向与地面的角度，在越冬阶段，半冬型油菜的LA比冬型油菜的LA更直立（图4a，b）。染色体A03上的一个重要GWAS信号包括一个候选基因BnaA03g10430D，该基因编码一个与LA相关的生长素外排载体（BnPIN2），并且可能在育种过程中经历了选择（图4c-h）。因此，BnaA03g10430D可能参与生长素的极性运输，促进油菜不定根的产生，调节LA。
5、产量相关性状候选基因的鉴定
产量是油菜最重要、最复杂的性状之一，提高产量是油菜育种的目标。在三种环境中，12个基因座与InDel-GWAS鉴定的基因座重叠（图5a）。染色体C08上的一些候选基因如 BnaC08g31420D 、 BnaC08g32200D 和 BnaC08g32730D 同时影响SW和SL（图5）。对于编码核糖体循环因子（ BnRRF ）的候选基因 BnaC08g32730D ，通过RNA-seq进行的表达分析表明，其在花蕾中高度表达（图5c）。作者初步分析表示，与空载体对照相比，在油菜T2系中过表达 BnRRF 也显示出显著增加的种子重量（图5d，f）。随后 BnRRF 基因表达测试显示，其与种子重量显著正相关（图5d，e）。单倍型分析检测到单倍型之间存在显著差异，并且两个SW候选基因（ BnaC08g31420D 和 BnaC08g32730D ）的单倍型频率在育种时期逐渐发生变化（图5g-i）。
6、种子质量和其他性状的候选基因
芸苔属作物中，GSL在种子中高浓度积累，降低了种子的营养价值。该研究中，作者使用SNP-GWAS和InDel-GWAS在染色体A02、A09和C09上识别出三个显著相关的信号（图6），此前报道的与GSL含量相关的基因，包括 GTR2 （ BnaA02g33530D 和 BnaA09g06190D ）和 HAG1/MYB28 （ BnaC09g05300D ）也在该研究中被鉴定（图6a，b）。此外，作者确定了3个新的候选基因（ BnaA09g05280D 、 BnaC09g05240D 和 BnaC09g04850D ）调节GSL含量（图6c-f）。有趣的是， BnaA09g05280D （ BnLSG ）（低籽硫甙（LSG））和 BnaC09g04850D （其功能尚未报道）分别是染色体A09和C09上的同源基因对（图6c-h）。单倍型分析表明，这两个基因的三个或五个主要单倍型与GSL含量相关，并且在生态型和育种时期，有利单倍型（Hap A，赋予低GSL含量）的频率同时增加，表明 BnLSG 可能是油菜GSL含量的基因（图6c–h）。
总之这项研究研究揭示了油菜育种过程中不同品种和人工选择或适应的基因组变异现象。这些结果为理解农艺性状的遗传基础和促进未来作物改良育种提供了宝贵的资源。
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参考文献：
Hu, J., Chen, B., Zhao, J. et al. Genomic selection and genetic architecture of agronomic traits during modern rapeseed breeding. Nat Genet (2022).
首先理解综述是什么：
综述指的是相关领域前瞻性研究观点的总结提炼，通俗地说就是这篇综述里某某作者的观点必须是从你提供的参考文献原文里提炼出来的，而不能是把别人写过的综述内容直接拿过来用，为了证明这篇综述的所有观点都是自己提炼的，最起码的这些文章原文自己看过的，那自己就把原文提供过来。
其次综述的基本要求：
1.引用参考文献25-30篇（为近五年原始论文，其中近三年的>70%, 国外的>70%，引用原创文献，不能引用综述）。2.提供所有参考文献原文（PDF格式），编号引用文章。3.字数3000-5000。4.检索重复比<30%。5.需要将综述文章、参考文献25-30篇引文部分一并装订成册。
再是综述的内容要求：
1.选题要新（选题与内容基本一致，同一种期刊是不可能刊用的）
2.层次要清（先写什么，后写什么，写到什么程度，前后如何呼应）
3.语言要美（在实际写作中，应不断地加强汉语修辞、表达方面的训练）
4.文献要新（在引用文献中，70%的应为3年内的文献）
5.校者把关（写成之后，要请有关专家审阅，从专业和文字方面进一步修改提高）
写作过程的重要性：
1.习文献资料
2.研的前奏
3.合起来陈述
4.列论据
5.意事项包括文献参考是近期的，第二就是要有自己的评论和观点
最后的写作步骤：
1.选定题目
选题通常有几种：一种是与作者所从事的专业密切相关的选题，对此作者有实际工作经验，有比较充分的发言权;一种是选题与作者专业关系不大，而作者掌握了一定的素材，又乐于探索的课题;还有一种是医学科学情报工作者的研究成果。
2.查阅文献
题目确定后，需要查阅和积累有关文献资料，一般可首先搜集有权威性的参考书，如专著、教科书、学术论文集等，教科书叙述比较全面，提出的观点为多数人所公认;专著集中讨论某一专题的发展现状、有关问题及展望;学术论文集能反映一定时期的进展和成就，帮助作者把握住当代该领域的研究动向。
3.加工处理
把写下的文摘卡片或笔记进行整理，分类编排，使之系列化、条理化，力争做到论点鲜明而又有确切依据，阐述层次清晰而合乎逻辑。按分类整理好的资料轮廓，再进行科学的分析。最后结合自己的实践经验，写出自己的观点与体会，这样客观资料中就融进了主观资料。
4.撰写成文
写前应先拟提纲，决定先写什么，后写什么，哪些应重点阐明，哪些地方融进自己的观点，哪些地方可以省略或几笔带过。
基因组蛋白质组与生物信息学报
垃圾，，，，基因组研究所有个高性能计算集群，被那群二逼大机组管理人员糟蹋了
有两种一种是二进制一种是十进制，十进制1TB=1000GB 二进制1TB=1024GB 十进制1PB=1000TB 二进制1TB=1024TB,不过好像新一代超级计算机 京 容量更大
中华微生物学和免疫学现代生物医学进展细胞研究杂志生物技术世界生物工程学报中国生物工程杂志癌变•畸变•突变中国生物医学工程学报蛋白质科学生物化学和分子生物学中国药理学报现代临床医学生物工程学杂志 基因组中国病毒学加拿大动物学杂志人类学学报生化与细胞生物学化学与生物工程 生物医学工程与临床基因组、蛋白质组与生物信息学报（英文版）Nature中文Science中文具体的你在到网上搜索
《微生物学》《古生物学报》《病毒》 忘了。。。
基因组测序的研究论文
人类基因组计划明确的内容
菊花 ( Chrysanthemum ×morifolium Ramat.)是世界著名的观赏植物，具有千姿百态的花型。实际上，菊花的花是指由外围的 舌状花 和盘心的 管状花 共同构成的头状花序。 其花型由头状花序上舌状花和管状花的形态和相对数量决定 。解析同一头状花序上舌状花和管状花分化的分子调控机制不仅可以为阐明菊花复杂的头状花序形态奠定基础，也将为菊科植物头状花序发育提供新见解。但目前关于菊花花型的研究受到其复杂遗传背景的限制，导致无法充分利用菊花丰富的基因资源进行花型定向育种。因此，获得高质量的菊花及其近缘种的基因组信息并在此基础上研究头状花序发育的分子调控机制显得尤为必要。
近日， Horticulture Research 在线发表了北京林业大学戴思兰团队题为 The Chrysanthemum lavandulifolium genome and the molecular mechanism underlying diverse capitulum types 的研究论文。 该论文完成了菊花近缘野生种之一甘菊( C. lavandulifolium )的全基因测序工作，获得了染色体水平上的高质量甘菊参考基因组， 结合3种不同类型菊科植物头状花序的转录组数据初步解析了头状花序发育的分子调控机制，为实现人工调控菊花花型奠定了坚实的分子理论基础。
甘菊为菊属植物中的二倍体物种，采用 Illumina + Pacbio + Hi-C 测序技术对其进行全基因测序，获得了 Gb 的染色体水平的参考基因组。其中的序列锚定到 9 条染色体上。甘菊基因组中重复序列占基因组的， Cypsy 和 Copia 的占比分别为和，插入时间在百万年前。
与其他10个物种建立进化树， showed that C. lavandulifolium diverged from C. nankingense at approximately Mya 。比较了11个物种之间基因家族的扩张和收缩，以研究基因家族的进化。结果表明，C. lavandulifolium 有1305个和453个基因家族扩增和收缩 (图1b)。扩增的基因家族在花发育相关和细胞合成相关的GO中富集（补充表）。
比较基因组分析结果表明，甘菊经历了 两次 全基因组复制(WGD)事件，其中 最近 的一次是所有菊科植物共有的，而 较早 的一次是核心双子叶植物共有的γ事件， 甘菊自身没有发生WGD，其基因组演化的动力来源主要是串联重复事件 。
基于 甘菊头状花序发育的6个重要时期 和 其他菊科植物 不同类型头状花序发育关键时期的转录组有参分析发现， MADS-box、TCP、NAC 和 LOB基因家族 可能参与 管状花 和 舌状花 的分化。值得注意的是， NAM 和 LOB30 高表达于舌管兼备型的头状花序中，而在全舌型和全管型的头状花序中表达量相对较低，这表明其可能是参与两类小花分化的关键基因。
结合关键基因在 全舌型、全管型 以及 舌管兼备型 的头状花序中的表达模式和蛋白互作模式，初步推测并构建了不同类型头状花序发育可能的调控机制。
总之， NAM 和 LOB 不仅可以与花序分生组织相关基因如 LFY 等互作，也可以与两类小花身份决定基因如 CYC2- LIKE 等基因互作，这表明 NAM 和 LOB30 在头状花序上舌状花和管状花原基分化调控中的关键角色**。
高质量甘菊参考基因组的获得不仅可以为栽培菊花基因组的破译提供有效的参考，更为解析菊花乃至菊科植物多样的生物学性状提供丰富的基因资源。
北京林业大学 戴思兰教授课题组 一直致力于 菊花研究，基于植物系统学研究方法对菊属植物种间亲缘关系和菊花品种起源进行探索，在种质资源评价，花色、花型、开花期和抗逆性等观赏性状形成的分子机理，菊花优异种质创制以及产业化栽培技术等开展了全面研究，取得了一系列重要突破性进展和研究成果。 本研究得到了国家自然科学基金重点项目(31530064)和国家重点研发专项(2018YFD1000403)的资助。
甘菊 : Chrysanthemum lavandulifolium
Among these plants , the most important families are as follows , Ranunculaceae, Berberidaceae, Menispermaceae, Papaveraceae, Rutaceae, Fabaceae, Apocynaceae, Solanaceae, Asteraceae and so on. 其中主要的科为:毛莨科 、 小檗科、防己科 、 芸香科 、 罂粟科 、 豆科 、 夹竹桃科 、 茄科 、 菊科等.
菊科里有两个亚科，一为管状花亚科，一为舌状花亚科。
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基因本质的确定为分子遗传学发展拉开了序幕。1955年，美国分子生物学家本泽（Benzer）对大肠杆菌T4噬菌体作了深入研究，揭示了基因内部的精细结构，提出了基因的顺反子（Cistron）概念。 本泽把通过顺反实验而发现的遗传的功能单位称为顺反子，1个顺反子决定一条多肽链，顺反子即是基因。1个顺反子内存在着很多突变位点——突变子，突变子就是改变后可以产生突变型表型的最小单位。1个顺反子内部存在着很多重组子。重组子就是不能由重组分开的基本单位。理论上每一核苷酸对的改变，就可导致一个突变的产生，每两个核苷酸对之间都可发生交换。这样看来，一个基因有多少核苷酸对就有多少突变子，就有多少重组子，突变子就等于重组子。这个学说打破了过去关于基因是突变、重组、决定遗传性状的“三位一体”概念及基因是最小的不可分割的遗传单位的观点，从而认为基因为DNA分子上一段核苷酸顺序，负责着遗传信息传递，一个基因内部仍可划分若干个起作用的小单位，即可区分成顺反子、突变子和重组子。一个作用子通常决定一种多肽链合成，一个基因包含一个或几个作用子。突变子指基因内突变的最小单位，而重组子为最小的重组合单位，只包含一对核苷酸。所有这些均是基因概念的伟大突破。 关于基因的本质确定后，人们又把研究视线转移到基因传递遗传信息的过程上。在20世纪50年代初人们已懂得基因与蛋白质间似乎存在着相应的联系，但基因中信息怎样传递到蛋白质上这一基因功能的关键课题在20世纪60年代至20世纪70年代才得以解决。从1961年开始，尼伦伯格（. Nirenberg）和科拉纳等人逐步搞清了基因以核苷酸三联体为一组编码氨基酸，并在1967年破译了全部64个遗传密码，这样把核酸密码和蛋白质合成联系起来。然后，沃森和克里克等人提出的“中心法则”更加明确地揭示了生命活动的基本过程。1970年特明以在劳斯肉瘤病毒内发现逆转录酶这一成就进一步发展和完善了“中心法则”，至此，遗传信息传递的过程已较清晰地展示在人们的眼前。过去人们对基因的功能理解是单一的即作为蛋白质合成的模板。 1961年法国雅各布和莫诺的研究成果，又大大扩大了人们关于基因功能的视野。他们在研究大肠杆菌乳糖代谢的调节机制中发现了有些基因不起合成蛋白质模板作用，只起调节或操纵作用，提出了操纵子学说。从此根据基因功能把基因分为结构基因、调节基因和操纵基因。结构基因和调控基因：根据操纵子学说，并不是所有的基因都能为肽链进行编码。于是便把能为多肽链编码的基因称为结构基因，包括编码结构蛋白和酶蛋白的基因，也包括编码阻遏蛋白或激活蛋白的调节基因。有些基因只能转录而不能翻译，如tRNA基因和rRNA基因。还有些DNA区段，其本身并不进行转录，但对其邻近的结构基因的转录起控制作用，被称为启动基因和操纵基因。启动基因、操纵基因与其控制下的一系列结构基因组成一个功能单位叫做操纵子（operon）。就其功能而言，调节基因、操纵基因和启动基因都属于调控基因。这些基因的发现，大大拓宽了人们对基因功能及相互关系的认识。断裂基因：20世纪70年代中期，法国生物化学家查姆帮（Chamobon）和波盖特（berget）在研究鸡卵清蛋白基因的表达中发现，细胞内的结构基因并非全部由编码序列组成，而是在编码序列中间插入无编码作用的碱基序列，这类基因被称为间隔或断裂基因。这一发现于1977年被英国的查弗里斯和荷兰的弗兰威尔在研究兔β-球蛋白结构时所证实。1978年，生化学家吉尔伯特（Walter Gilbert）提出基因是一个转录单位的设想，他认为基因是一个DNA序列的嵌合体，同时包含两个区段：一个区段将被表达并存在于成熟的mRNA中，称为“外显子”；一个区段由虽然也同时被表达，但将在成熟mRNA中被删除，称为“内含子”。近年来的研究发现，原核生物的基因序列一般是连续的，在一个基因的内部几乎不含“内含子”，而真核生物中绝大多数基因都是由不连续DNA序列组成的断裂基因。断裂基因的表达过程是：整个基因先由DNA转录成一条信息RNA前体(precursor mRNA)，其中的内含序列会被一种称为“剪接体”的RNA/蛋白质复合物所切除，两端再相互连接成一条连续的核酸顺序，以形成成熟的mRNA。DNA分子断裂基因的存在为基因功能的展现赋予了更大的潜力。重叠基因：长期以来，人们一直认为在同一段DNA序列内是不可能存在重叠的读码结构的。但是，1977年，维纳（Weiner）在研究Q0病毒的基因结构时，首先发现了基因的重叠现象。1978年，费尔（Feir）和桑戈尔（Sangor）在研究分析φX174噬菌体的核苷酸序列时，也发现由5375个核苷酸组成的单链DNA所包含的10个基因中有几个基因具有不同程度的重叠，但是这些重叠的基因具有不同的读码框架。以后在噬菌体G4、MS2和SV40中都发现了重叠基因。基因的重叠性使有限的DNA序列包含了更多的遗传信息，是生物对它的遗传物质经济而合理的利用。假基因：1977年，G·Jacp在对非洲爪赡5SrRNA基因簇的研究后提出了假基因的概念，这是一种核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同，但却不能合成出功能蛋白质的失活基因。假基因的发现是真核生物应用重组DNA技术和序列分析的结果。现已在大多数真核生物中发现了假基因，如Hb的假基因、干扰素、组蛋白、α球蛋白和β球蛋白、肌动蛋白及人的rRNA和tRNA基因均含有假基因。由于假基因不工作或无效工作，故有人认为假基因，相当人的痕迹器官，或作为后补基因。移动基因：1950年，美国遗传学家麦克林托卡在玉米染色体组中首先发现移动基因。她发现玉米染色体上有一种称为Ds的控制基因会改变位置，同时引起染色体断裂，使其离开或插入部位邻近的基因失活或恢复恬性，从而导致玉米籽粒性状改变。这一研究当时并没有引起重视。20世纪60年代未，英国生物化学家夏皮罗和前西德生物化学家西特尔分别在细菌中发现一类称为插入顺序的可移动位置的遗传因子，20世纪70年代早期又发现细菌质粒的某些抗药性可移动的基因，到20世纪80年代已发现这类基因至少有20种。20世纪90年代之前，科学家终于用实验证明了麦克林托卡的观点，移动基因不仅能在个体的染色体组内移动，并能在个体间甚至种间移动。现已了解到真核细胞中普遍存在移动基因。基因移动性的发现不仅打破了遗传的DNA恒定论，而且对于认识肿瘤基因的形成和表达，以及生物演化中信息量的扩大等研究工作也将提供新的启示和线索。
我zju的孩子伤不起啊···哥···你看到这个题目还high了一下···我以为我的搞定了···