基因测序的应用系列之四|植物基因组研究

植物全基因组测序是一项非常庞大的工程,它利用基因组学的方法来揭示许多重要植物物种的遗传蓝图,以及在群体水平上个体之间基因的差异变化,这些数据成为植物的基因水平深入研究的基础,并为传统研究方式提供指导和帮助。 

植物基因组的研究比动物困难得多,植物基因组通常是多倍体,基因组较大,杂合度也很高,具有高度重复序列和全部或部分的基因组重复片断,因此,一些复杂的植物基因组测序在传统的Sanger法和二代测序的初期几乎是不可能完成的。随着测序技术的发展和测序成本的降低,越来越多的植物基因组测序逐渐启动并获得了许多成果。 

通过对植物基因组进行de novo测序,可以获得该物种的基因组序列图谱,可以从基因组水平上对物种的生长、发育、进化、起源等重大问题进行研究,加深我们对物种的认识在新基因的发现、物种改良等方面发挥巨大作用。 

已发表的采用高通量测序的动植物基因组


随着测序技术的发展和测序成本的降低,越来越多的植物基因组测序逐渐启动并获得了许多成果。科学家们发现对遗传及基因组背景相对简单的模式生物的研究将有助于人们对其他复杂的生物的研究及认识。

在实验室作为模式生物种植的拟南芥

当今相当多的新知识都是从研究模式植物而来的,如拟南芥。这种十字花科的杂草物种是最早的基因组测序植物之一。另一个草物种二穗短柄草也是一个有助理解遗传学,细胞学和分子生物学的实验模型。另外,一种绿色水藻莱茵衣藻作为模式生物,给细胞生物学提供了重要的知识。 

水稻基因组相对较小,同时国际水稻基因定序工程也把它定为重要的谷物/草/单子叶植物模型,水稻基因组全测序完成,这对其他植物注释基因的探究和直系同源基因的研究提供了一定的基础。中国是一个水稻大国,水稻具有重要的实用价值,开展水稻基因图谱的研究项目,无论从基础理论研究还是应用研究上都有很重要的意义。 

对其他重要的商业主粮如小麦, 玉米, 大麦, 黑麦,御谷和大豆都有基因组测序。其中部分植物对基因组测序是一个挑战,因为他们的染色体中有两个以上的单倍体。  各种生物基因组研究项目的开展将带动生物科学各个学科的不断深入,也将促进生物技术的快速发展。最近几年的人类基因组、酵母基因组及拟南芥菜基因组等研究项目的成果已充分说明了这一点。而预计在本世纪末完成的酵母和拟南芥菜基因组全序列的测定及分析结果也将会进一步完善现有的生物学理论,并为完成较复杂生物如人类、水稻等基因组的研究奠定不可缺少的基础。

© Copyright 2019 安序源生物科技(深圳)有限公司 All Rights Reserved.