植物基因组表达序列标签(EST)计划研究进展
EST序列
EST序列表达序列标签(expressed sequence tags,ESTs)是指从不同组织来源的cDNA序列。
这一概念首次由Adams等于1991年提出。
近年来由此形成的技术路线被广泛应用于基因识别、绘制基因表达图谱、寻找新基因等研究领域,并且取得了显著成效。
在通过mRNA差异显示、代表性差异分析等方法获得未知基因的cDNA部分序列后,研究者都迫切希望克隆到其全长cDNA序列,以便对该基因的功能进行研究。
克隆全长cDNA序列的传统途径是采用噬斑原位杂交的方法筛选cDNA文库,或采用PCR的方法,这些方法由于工作量大、耗时、耗材等缺点已满足不了人类基因组时代迅猛发展的要求。
而随着人类基因组计划的开展,在基因结构、定位、表达和功能研究等方面都积累了大量的数据,如何充分利用这些已有的数据资源,加速人类基因克隆研究,同时避免重复工作,节省开支,已成为一个急迫而富有挑战性的课题摆在我们面前,采用生物信息学方法延伸表达序列标签(ESTs)序列,获得基因部分乃至全长cDNAycg,将为基因克隆和表达分析提供空前的动力,并为生物信息学功能的充分发挥提供广阔的空间。
文本将就EST 技术的应用并就其在基因全长cDNA克隆上的应用作一较为详细的介绍。
1、ESTs与基因识别EST技术最常见的用途是基因识别,传统的全基因组测序并不是发现基因最有效率的方法,这一方法显得即昂贵又费时。
因为基因组中只有2%的序列编码蛋白质,因此一部分科学家支持首先对基因的转录产物进行大规模测序,即从真正编码蛋白质的mRNA出发,构建各种cDNA文库,并对库中的克隆进行大规模测序。
Adams等提出的表达序列标签的概念标志着大规模cDNA测序时代的到来。
虽然ESTs序列数据对不精确,精确度最高为97%,但实践证明EST技术可大大加速新基因的发现与研究。
Medzhitov等通过果蝇黑胃TOLL蛋白进行dbEST数据库检索,该蛋白已证实在成熟果蝇抗真菌反应中发挥重要作用,通过同源分析的方法,找到相应的人类同源EST(登录号为H48602),这为接下来研究人类TOLL同源蛋白的功能提供了很好的条件。
植物EST-SSR标记开发及其应用
Ge o c n p i dBi l g , 0 , 1 9 No3 5 4 5 1 n mi s d Ap l o o y 2 1 Vo . , . , 3 — 4 a e 0 2
Zh ngLi a a d Ta x a ngKe u n
P a t o e h l g s a c n e , c o l f fc l r ndBi l g , h n h i io To g Un v ri , h n h i 2 0 3 l n t c no o yRe e r hCe tr S h o Ag u t ea o o y S a g a a n i e st S a g a , 0 0 0 Bi o i u J y
评述 与展 望
Re iw n r g e s v e a d P o r s
植物 E T S R标记 开发及其应 用 S —业 与 生 物 学 院植 物 生 物 技 术研 发 中 t, 海 , 00 0 上 5 2 0 3 通 讯 作者 ,h n l@sueuc za gd j . . t d n
r s ur e f rd veo me to R r e si a t.EST— S r e kid o oe u a ke sd rv d fo e o c o e l p n fSS ma k r n pln s S Rsa ea n w n fm lc lrma r e i e r m ta c it t e r a l d a t g si p ia insd o t o e ta olsi e ef nci n a dt i h lv l r ns rp swih r ma k b ea v n a e n a plc to uet hep t n ilr e n g n u to n h e e he g o r n f rbii o r lt d s c e .La g —c l d ntfc to f lm o p cES SS n slc r al r v s fta se a l y t e ae pe i s t r e s a ei e i a i n o po y r hi T- Rsi iio g e ty i i mp o e t f ce y o r e e e o me t he e inc fma k r d v l p n .Es e i l ,a h au ai n o h e s qu ncn e h ol isa d t e i p ca l st e m t r to ft e n w e e i g tc n oge n h y s r c i t e u n i o twh n c mb n dwi h e s q n i gt c no o i s t e i iiome h d f r hap de l i iss q e cngc s, e o i e t t en w e ue c n h l g e ,h n sl t o o ne n h e c t d n i c to fp y o p c EST- SRsb s d o h r ns rp o ed t od e yt e s q n i c - hei e tf a in o olm r hi i ・ S a e n t eta c it m aapr uc d b n w e ue cng e h- he no o is lha eab gi a to v lpme to SR r e si a t. n t satce we b ify i r d c h l g e wi v i l mp c nt de e o he n fS ma k r pln s I ril , re o u et e n hi l nt
兰属植物EST-SSR标记开发及应用
兰属植物EST-SSR标记开发及应用作者:孙叶刘红马辉单东方曹宏包建忠陈秀兰赵国琦来源:《江苏农业学报》2020年第03期摘要:本研究利用蘭属植物杂交种转录组测序数据开发EST-SSR标记,分析标记的多态性及兰属种质的遗传多样性,为兰属植物种质资源的创新和分类研究提供参考。
结果表明,转录组测序分析获得113 780条Unigene,从中共识别到23 709个SSR位点,SSR位点出现频率为20.84%。
从设计的200对引物中筛选出20对具有多态性,并且扩增条带大小与预期相符的EST-SSR标记引物,对48份兰属种质材料进行PCR扩增,平均多态位点数为3.0,共检测到81.00个等位基因,平均每对引物检测到4.05个等位基因。
观测杂合度平均值为0.320 8,期望杂合度平均值为0.507 0;Shannon’s信息指数的变化范围为0.233 8~1.472 4,平均值为0.932 1,多态信息含量为0.110 3~0.662 2。
对4个参试兰属植物种群进行遗传多样性分析,春兰和大花蕙兰的F1杂交种群与大花蕙兰种群亲缘关系较近,与春兰种群的亲缘关系较远。
聚类分析结果表明,遗传相似系数为0.72时,48份种质聚成7类,春兰和大花蕙兰的F1代杂交种群大多聚入第I类,春兰种群聚入第V类,第II类、第III类、第IV类、第VII类均为大花蕙兰种群。
关键词:兰属植物;EST-SSR标记;遗传多样性;亲缘关系中图分类号:S682文献标识码:A文章编号:1000-4440(2020)03-0681-08Development and application of EST-SSR marker in CymbidiumSUN Ye1,2,LIU Hong2,MA Hui2,SHAN Dong-fang2,CAO Hong2,BAO Jian-zhong2,CHEN Xiu-lan2,ZHAO Guo-qi1(1.College of Animal Science & Technology, Yangzhou University, Yangzhou 225009,China;2.Institute of Agricultural Sciences of the Lixiahe District in Jiangsu Province, Yangzhou 225007, China)Abstract: Expressed sequence tag-simple sequence repeat (EST-SSR) markers were developed based on transcriptome sequencing, the polymorphism of markers and the genetic diversity of Cymbidium germplasms were analyzed in order to provide reference for the innovation and classification of resources. The results showed that 113 780 unigenes were obtained from transcriptome sequencing, a total of 23 709 SSR loci were detected in the unigene with the frequency of 20.84%. In addition, 20 pairs of EST-SSR primers with polymorphism were selected from 200 primers, and the size of amplified bands was in accordance with the expectation. Moreover, 48 Cymbidium germplasms were amplified by PCR, and the average number of polymorphic loci was 3.0. A total of 81.00 alleles were observed, with an average of 4.05 alleles per locus. The mean values of observed heterozygosity and expected heterozygosity were 0.320 8 and 0.507 0,respectively. Shannon′s information index ranged from 0.233 8 to 1.472 4, and the average value was 0.932 1. The polymorphic information content(PIC) ranged from 0.110 3 to 0.662 2. The F1 population of Cymbidium georingii and Cymbidium hybridum was close to thepopulation of C. hybridum, and far away the population of C.georingii. Cluster analysis results indicated that 48 germplasms were grouped into seven groups at the genetic similarity coefficient of0.72, the F1 population of C.georingii and C. hybridum was grouped into class I, the population ofC.georingii was grouped into class V, and class II, class III, class IV and class VII were the population of C. hybridum.Key words:Cymbidium;expressed sequence tag-simple sequence repeat (EST-SSR)marker;genetic diversity;genetic relationship兰属植物主要分于中国、日本、韩国、马来群岛、印度西北部、澳大利亚北部和东部等国家和地区,具有很高的观赏价值和经济开发价值。
表达序列标签(est)在基因组学研究中的应用
表达序列标签(est)在基因组学研究中的应用序列标签(Sequence Tag)是指由DNA或RNA片段构成的一系列序列标记,它可以在遗传疾病、基因表达、信号转导等生命科学研究中发挥重要作用。
其中,表达序列标签(EST)是一种简单而有效的标记技术,它的应用在基因组学领域得到了广泛关注。
一、EST技术简介EST技术是一种由测序技术支持的高通量筛选技术,其主要原理是通过随机挑选某些不同的cDNA克隆来获得所需的不同的EST序列。
它的应用可以大大降低生物学研究的难度,也可以在较短的时间内获得大量的基因序列。
二、EST在基因组学研究中的应用(一)基因组注释及功能预测基因组注释是指对基因组序列进行生物信息学分析,以确定其中的基因区域和基因的结构。
EST技术可以通过对基因组序列的全长编码区域进行建库、测序和组装,从而确定基因的结构和位置,从而实现基因组注释。
(二)基因家族的发现和分类EST技术可以应用于表达的基因家族的发现和分类,例如受体基因、酶基因和转录因子基因家族等。
EST序列可以用作启动点,通过比对模式,可将同源序列聚类形成基因家族,并进一步研究其与环境、生长过程或其它生物学过程的关系。
(三)隐形基因的寻找传统的基因克隆方法主要寻找已知的基因进行克隆,而隐形基因(也称未知基因)的寻找则需要更为深入的研究。
EST技术可以通过测序与注释,从全基因组的角度分析,实现隐形基因的发现。
这可以为了解未知疾病的发病机制、发病率等方面提供重要支持和信息。
(四)基因调控机理的研究EST技术不仅可以应用于基因组学研究,还可以应用于表观遗传学——研究基因调控机理。
EST序列常常用于测定细胞特异性基因表达、基因表达的时间和空间分布等方面。
它对于异等基因的表达差异、组织特异性基因表达模式、静态和动态转录调控等具有重要的科研价值。
同时,它还可以用于筛选差异表达基因,并进一步研究其相关的信号传导机制、生长发育机制等。
三、结论在基因组学研究中,EST技术可以为高通量测序提供支持,并更好地揭示基因组结构和基因调控机制。
EST (Expressed Sequence Tag)表达序列标签
EST (Expressed Sequence Tag)表达序列标签EST (Expressed Sequence Tag)表达序列标签—是从一个随机选择的cDNA 克隆,进行5’端和3’端单一次测序挑选出来获得的短的cDNA 部分序列,代表一个完整基因的一小部分,在数据库中其长度一般从20 到7000bp 不等,平均长度为360 ±120bp。
由于cDNA文库的复杂性和测序的随机性,有时多个EST代表同一基因或基因组,将其归类形成EST 簇(EST cluster)原理:EST是从一个随机选择的cDNA 克隆进行5’端和3’端单一次测序获得的短的cDNA部分序列,代表一个完整基因的一小部分,在数据库中其长度一般从20 到7000bp 不等,平均长度为360 ±120bp。
EST 来源于一定环境下一个组织总mRNA 所构建的cDNA 文库,因此EST也能说明该组织中各基因的表达水平。
技术路线:首先从样品组织中提取mRNA,在逆转录酶的作用下用oligo (dT) 作为引物进行RT-PCR合成cDNA,再选择合适的载体构建cDNA 文库,对各菌株加以整理,将每一个菌株的插入片段根据载体多克隆位点设计引物进行两端一次性自动化测序,这就是EST 序列的产生过程。
应用:EST作为表达基因所在区域的分子标签因编码DNA 序列高度保守而具有自身的特殊性质,与来自非表达序列的标记(如AFLP、RAPD、SSR等)相比更可能穿越家系与种的限制,因此EST标记在亲缘关系较远的物种间比较基因组连锁图和比较质量性状信息是特别有用。
同样,对于一个DNA 序列缺乏的目标物种,来源于其他物种的EST也能用于该物种有益基因的遗传作图,加速物种间相关信息的迅速转化。
具体说,EST的作用表现在:⑴用于构建基因组的遗传图谱与物理图谱;⑵作为探针用于放射性杂交; ⑶用于定位克隆;⑷借以寻找新的基因; ⑸作为分子标记;⑹用于研究生物群体多态性;⑺用于研究基因的功能;⑻有助于药物的开发、品种的改良;⑼促进基因芯片的发展等方面。
植物转录组国内外研究进展
植物转录组国内外研究进展摘要:植物转录组学是一门新兴学科,通过提取植物中mRNA进行逆转录,随后建立cDNA 文库并利用近几年兴起的RNA-seq 高通量测序技术进行分析,以揭示植物细胞内整体水平的基因表达状态和基因结构信息,从而深刻理解植物组织基因型和表型之间的相互关系,以及在分子水平上弄清楚基因和功能表达之间的联系,对研究生物体作用机理的分子机制具有重要意义。
本文主要介绍了植物转录组测序的技术发展历史、测序平台比较、转录组测序技术的优势以及在植物上的应用。
随着高通量测序技术和生物信息学分析工具的迅猛发展,植物转录组学将面临巨大挑战和更广阔的应用前景。
关键词:植物转录组学,RNA-seq,高通量测序技术,基因表达状态,基因结构信息The Progress on Plant Transcriptome Research in China and AbroadAbstract: As a new subject, plant transcriptome aims at the gene expression status and gene structure information within the plant cell. It needs extracting mRNA in plants for reverse transcription and establishing cDNA library to analyze High throughput sequence technology results, which rises in recent years. Thus, we could have a deep understanding of the relationship between genotype and phenotype in plant tissues, and the clear links between genes and their functional expressions at the molecular level. It is of great significance to study molecular mechanism of the actions of organisms.In this study, we illustrate the development of the technology of plant transcriptome sequencing, the comparison of the sequencing platform, the advantages of the sequencing technology and the application in plant. With the rapid development of high throughput sequencing technology and bioinformatics analyses tools, plant transcriptome researches will face great challenges and wide application prospect.Key words: plant transcription, RNA-seq, high throughput sequencing technology, gene expression status, gene structure information基因组(Genome),作为生物遗传物质的基础,由成千上万的碱基组合而成,其含有生物的所有遗传信息,通过测序可以获得这些基因组的遗传信息。
小麦EST_SSRs的通用性研究
小麦EST 2SSRs 的通用性研究李宏伟1,2,刘曙东2,高丽锋1,贾继增1(1中国农业科学院作物品种资源研究所,农业部作物种质资源与生物技术重点开放实验室,北京 100081;2西北农林科技大学农学院,杨凌 712100) 摘要:小麦EST 2SSRs 是一种从小麦ESTs 序列中开发的新型SSR 标记。
根据小麦ESTs 设计的597对EST 2SSRs 引物在小麦、玉米、水稻和大豆中的有效扩增比率分别为80%、6518%、6211%和5811%。
其中,255对EST 2SSRs 引物(4217%)在四种作物中都能获得预期产物。
序列相似性比较发现,255个通用EST 2SSRs 标记所对应的基因80%功能已知,其中30%与蛋白质定位相关,其余70%参与细胞代谢、转录调控、细胞发育、防御体系及其他所涉及的生理生化过程。
由于不同物种间基因保守性,本研究发掘的EST 2SSRs 引物对于小麦功能基因组和比较基因组研究都有重要意义。
关键词:小麦;EST 2SSRs ;通用引物;功能分类Study on the T ransferability of Wheat EST 2SSRsL I Hong 2wei 1,2,L IU Shu 2dong 2,G AO Li 2feng 1,J IA Ji 2zeng 1(1Key lab of Crop Germ plasm &Biotechnology ,M OA ,Institute of Crop Germ plasm Resources ,CA A S ,Beijing 100081;2Depart ment of A gronomy ,Northwest Sci 2Tech U niversity of A griculture and Forest ry ,Yang ling 712100) Abstract :EST 2SSRs ,a new kind of microsatellites (SSRs ),was derived from expressed sequence tags(ESTs )1A total of 597EST 2SSRs primer pairs were developed in this study ,of which about 80%,6518%,6211%and 5811%amplified products successfully in wheat ,maize ,rice and soybean ,respectively.A total of 255primer sets (4217%)worked across the four species.Sequence similarity alignment of the 255universal ESTs containing SSRs against database in G enBank indicated that 63ESTs (30%)were associated with protein destination ,and the rest were involved in metabolism ,transcription ,cellular development ,defense system and other pathways related.It is of significance that these EST 2SSRs markers will be highly valuable not only for wheat genomics also for comparative genomics among species.K ey w ords :Wheat ;EST 2SSRs ;Universal primer pairs ;Functional classification收稿日期:2003206206 修回日期:2003207216作者简介:李宏伟(19772),男,陕西礼泉人,在读硕士,E 2mail :hw 2fy @通讯作者:贾继增E 2mail :jzjia @ 简单重复序列(Simple sequence repeats ,SSR ),也叫微卫星(Microsatellites ),是由1~6个碱基为重复单元的串联重复序列,广泛分布于真核生物基因组的编码区和非编码区[1,2]。
EST (Expressed Sequence Tag)表达序列标签
EST (Expressed Sequence Tag)表达序列标签EST (Expressed Sequence Tag)表达序列标签—是从一个随机选择的cDNA 克隆,进行5’端和3’端单一次测序挑选出来获得的短的cDNA 部分序列,代表一个完整基因的一小部分,在数据库中其长度一般从20 到7000bp 不等,平均长度为360 ±120bp。
由于cDNA文库的复杂性和测序的随机性,有时多个EST代表同一基因或基因组,将其归类形成EST 簇(EST cluster)原理:EST是从一个随机选择的cDNA 克隆进行5’端和3’端单一次测序获得的短的cDNA部分序列,代表一个完整基因的一小部分,在数据库中其长度一般从20 到7000bp 不等,平均长度为360 ±120bp。
EST 来源于一定环境下一个组织总mRNA 所构建的cDNA 文库,因此EST也能说明该组织中各基因的表达水平。
技术路线:首先从样品组织中提取mRNA,在逆转录酶的作用下用oligo (dT) 作为引物进行RT-PCR合成cDNA,再选择合适的载体构建cDNA 文库,对各菌株加以整理,将每一个菌株的插入片段根据载体多克隆位点设计引物进行两端一次性自动化测序,这就是EST 序列的产生过程。
应用:EST作为表达基因所在区域的分子标签因编码DNA 序列高度保守而具有自身的特殊性质,与来自非表达序列的标记(如AFLP、RAPD、SSR等)相比更可能穿越家系与种的限制,因此EST标记在亲缘关系较远的物种间比较基因组连锁图和比较质量性状信息是特别有用。
同样,对于一个DNA 序列缺乏的目标物种,来源于其他物种的EST也能用于该物种有益基因的遗传作图,加速物种间相关信息的迅速转化。
具体说,EST的作用表现在:⑴用于构建基因组的遗传图谱与物理图谱;⑵作为探针用于放射性杂交; ⑶用于定位克隆;⑷借以寻找新的基因; ⑸作为分子标记;⑹用于研究生物群体多态性;⑺用于研究基因的功能;⑻有助于药物的开发、品种的改良;⑼促进基因芯片的发展等方面。
重要麦类作物表达序列标签(EST)计划研究进展
Pat S rjc i a ot t a f h eo ispo c,n ln E T poets ni r n r o egn mc rj t i mp a p t t e
w i h a h g mo n ft e s e is S sa e t e o t i e , h c h c u e a u to p ce E T r o b b an d w ih h
A ae y f gi l r c ne, e i 00 1 C i dm a r u ua Si csB in 10 8, hn c o ct l e jg a
基 因 组 的 新 战 略 l E T 技 术 是 在 e N 文 库 中 进 行 l S l 。 D A
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中圈分 类号
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文献 标 识 码
A
文 章 缩号
1 0 — 8 7 2 0 )8 0 7 — 4 0 0 7 5 (0 9 0 — 0 6 0
Re e r h Pr g e si p e s d s a c o r s n Ex r s e
Ke wo d y rs
在 实 施 人 类 基 因 组 计 划 过 程 中 提 出 的 从 基 因 表 达 序 列 研 究
Ho h t l 0 & C ia h o O 1 O hn
2 N t nl e i c aitfr r e e eor s n . a oa K yS e e c i o o G n su e d i c n F ly C p R c a G nt poe etIstt o r c ne C iee eec m r m n ntu Co Si c, hns iI v , i ef p e
表达序列标签EST概要
表达序列标签EST概要摘要:随着EST研究的开展、深入,以及相关研究技术和分析手段的不断改进并走向成熟,EST 数据资源不断丰富,而其本身又具备独特的优势和多方面的利用价值。
本文介绍了EST序列的获取、加工、储存、分配、分析和释读的相关研究。
关键词:EST 表达序列标签聚类cDNA文库生物信息学从事对生物信息的获取、加工、储存、分配、分析和释读,并综合运用数学、计算机科学和生物学工具,以达到理解数据中的生物学含义的目的。
随着人类基因组计划在世界范围内的开展,生物信息学作为一门热门交叉学科,不断地完善和发展起来作为一种强有力的工具,它在帮助我们对巨量的生物信息进行归纳和理解,从而揭示生命的奥妙的过程中发挥了重要的作用。
然而信息的爆炸增长,面对复杂和庞大的数据库,如何有效地地获取我们所需要的信息,充分利用这些已有的数据资源,加速基因克隆研究已成为一个富有挑战性的课题。
表达序列标签的广泛应用,为大规模进行基因克隆和表达分析提供了强大的动力,也为生物信息学功能的充分发挥提供了广阔的空问表达序列标签(EST,Expressed Sequence Tag)是指从一个随机选择的cDNA 克隆进行5’端和3’端单一次测序获得的短的cDNA 部分序列,代表了一个完整基因的一小部分。
Adams等人在1991年提出了EST技术,宣布了cDNA大规模测序时代的开始。
随着大规模的测序,EST数据呈指数级增长。
到了1995年中,GenBank里ESTs的数量已超过非ESTs的数量;2000年6月,将近460万的ESTs 已占了GenBank里所有序列的62%。
ESTs序列不止来源于人类,NCBI的dbEST (EST database)中已包含了超过250种生物来源的ESTs,包括小鼠、大鼠、秀丽线虫和黄果蝇等。
除此之外,也有许多商业性的机构保存了一些属于机构内部不公开的ESTs 序列。
EST序列的制备EST来源于一定环境下一个组织总mRNA所构建的cDNA文库,因此EST也能说明该组织中各基因的表达水平。
EST在植物代谢研究中的应用
EST在植物代谢研究中的应用
裴凌鹏;李伟;黄勤妮
【期刊名称】《北京联合大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2003(017)003
【摘要】表达序列标签(EST)数据库作为一种重要的基因组数据库,已成为基因发现、基因表达及重组蛋白表达等研究的有力的分子生物学工具.EST已用于鉴定那些特
定植物种类或组织的编码特定代谢途径酶的cDNA,并用于探讨解决植物代谢问题.【总页数】4页(P83-86)
【作者】裴凌鹏;李伟;黄勤妮
【作者单位】北京联合大学,应用文理学院,北京,100083;首都师范大学,生物系,北京,100037;首都师范大学,生物系,北京,100037
【正文语种】中文
【中图分类】Q503
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表达序列标签(EST)及其在抗孢囊线虫大豆研究中的应用
收稿 日 : 0 5 2 3 期 2 0 —1 - 1 基金项 目:{ 龙江省教育厅项 目(0 4 0 8 I l I 1 5 18 ) 第一作着筒 介:毕髟东( 9 4 , , 1 7 一)男 黑龙江省 望誊县人 。 士, 事分 子遗传学研究 .T l0 5 —5 7 8 1 ・ 硕 从 el4 1 9 8 4 0 E—me Id i0  ̄1 3 i y b3 8 6 . l
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He o gi gAg i l r l c n e i n j n r ut a S i c s l a e u e
表达序列标签 ( S 及其在抗孢囊线虫 E T) 大豆研究 中的应用
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植物基因组学的研究与进展
植物基因组学的研究与进展植物基因组学作为现代生物技术领域的一个重要研究方向,致力于通过对植物的基因组进行全面的高通量测序、数据分析和功能研究,揭示植物基因组的结构与功能,为解决人类对食物、能源和生态环境等方面的挑战提供了重要的技术支持。
本文将介绍植物基因组学的研究方法、进展情况及其在实践中的应用。
一、植物基因组学的研究方法1.基因组测序:基因组测序是植物基因组学中最基础、最重要的技术之一,其基本原理是将DNA分子切割成碎片,并通过高通量测序技术对这些碎片进行分析,最终将书写有基因信息的DNA 序列重新汇总成一系列连续、不重叠、具有生物学意义的序列。
常用的测序方法包括第二代测序技术、第三代测序技术和单细胞测序技术等。
2.转录组分析:转录组分析是指通过测量特定组织或细胞中基因转录产物的数量,研究基因在时间和空间上的表达模式及其对不同环境因素的响应,揭示基因及其转录产物的功能以及基因间相互作用关系。
3.蛋白质组学:蛋白质组学研究植物基因组中的蛋白质、酶、信号分子等生物大分子的种类、数量、功能和相互关系,将分子水平的信息转化为物理和生理过程的启示。
4.生物信息学分析:生物信息学技术是在计算机技术基础上,应用于生物学领域的一种新兴的交叉学科。
通过分析DNA、RNA 及其蛋白质产物的序列等信息,对基因组、转录组、蛋白质组数据进行处理和分析,依靠大数据处理和计算机技术的支持,提出合理的数据处理、算法设计和数据挖掘方法,大大提高了数据的解读和解析效率。
二、植物基因组学的进展情况经过20多年的探索和发展,植物基因组学研究已经取得了很多重要进展。
1.植物基因组测序:近年来,针对许多种植物基因组的全基因组测序工作得以完成,如拟南芥、水稻、小麦、玉米、甘蔗等。
同时,预测了数百万个基因、多个基因家族、外显子、翻译启动子、微家族RNA等基因组特征,为探究植物基因功能和进化提供了基础数据。
随着第三代测序技术的发展,高质量、高精度、低成本的基因组测序将成为可能,将推动更多物种的基因组测序工作展开。
EST—SSRs的开发及应用研究进展
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n n plao , uh8Байду номын сангаас0 1tggnt a ,s er[ adt g ggn , gadi p ctn sc s 瑚舡】i eecm p c ei n gi ee 协a i i c cI l i r Ig l 1 8 n R pa(S ) E T—SR eetSR ; S Ss
研 究 和 品 种 鉴 别 等 方 面 的应 用 。
关键词 : 表达序 列标签 (s ) 简单重复序 列(S ; S S s E r; SR)ET—SR 中圈分类号 : 33 1 Q4 . 文献标识码 : A 文章编号 :62 552o ) 3—10 3 17 —56 (07 一0 4 ~0
测序步骤, 充分利用 了现有测序数据, 降低了开发成
本 , 不 同物种 间通 用性好 。 在
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表达序列标签研究进展及其在甲壳动物中的应用概况
表达序列标签研究进展及其在甲壳动物中的应用概况摘要:随着生物信息学的发展,表达序列标签(EST)在分子标记开发、新基因分离鉴定、基因表达谱分析、基因组功能注释、基因电子克隆等方面具有重要作用。
简要介绍了EST分析的原理及其在基因识别、基因预测、物理图谱的构建、DNA芯片制备等方面的应用概况。
综述了甲壳动物EST的研究现状,并对EST的应用前景进行了展望。
关键词:表达序列标签(EST);甲壳动物;生物信息学Abstract:Withthedevelopmentofbioinformatics,expressedsequencetag(EST)played animportantroleinmolecularmarkersdevelopment,newgenesisolationandidentification,geneexpressionprofileanalysis,genomefunctionalannotationandsilicogenecloning.TheprincipleofESTanalysisanditsapplicationsingeneidentification,geneprediction,physicalmapconstructionandDNAchippreparationwas briefly introduced.Inaddition,theresearchstatusofcrustaceanESTandthe prospectofESTapplicationwerealsosummarized.Keywords:expressedsequencetag(EST);crustacean;bioinformatics表达序列标签(Expressedsequencetag,EST)是从一个随机选择的cDNA克隆进行5’端和3’端单一次测序获得的短的cDNA部分序列。
基于表达序列标签(EST)的基因克隆和基因表达分析研究进展
腹 果蝇 ( Dr o s p h i l a me l a n n o g a s t e r ) L 1 、 拟南 芥 ( Ar a — b i d o p t h d l i d d ) [ i s 等 模 式 生 物 基 因 组 测 序 的 完 成, 这 些 生 物 的 基 因得 以初 步 确 定 。据 估 计 , 人 类 约 有 3万 余 个 基 因 , 线虫有 1 . 9万 个 基 因 , 果蝇有 1 . 3 6 万个基 因, 拟南芥有 2 . 5万 多 个 基 因 。 这 些 基 因 都 已 被 收 录 到公 共 数 据 库 中 。 由于 E S T 代 表 着 一 段 表 达
[ 中图 分类 号] Q7 8
[ 文 献标识 码 ] A
[ 文 章编 号] 1 0 0 0 2 7 8 2 ( 2 0 0 2 ) 0 4 — 0 1 4 1 — 0 5
在 人 类基 因组 计划 ( Hu ma n Ge n o me P r o j e c t ,
育、 繁殖分化 、 遗 传变异 、 疾 病发生 、 衰 老 死 亡 等 生 命
Ge n B a n k /i md e x . h t m1 ) 、 欧 洲 分 子 生 物 学 室 验 室
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第 3 O卷
第 4期
西北农 林 科技大 学 学报 ( 自然 科 学 版 )
V O1 . 3O N O.4 A ug. 2 002
植物功能基因组的主要研究方法及其应用
植物功能基因组的主要研究方法及其应用摘要概述了植物基因功能的主要研究方法,并论述了主要技术如cDNA微阵列与基因芯片技术、反向遗传学技术、表达序列标签(EST)、蛋白质组学、生物信息学等及其应用。
关键词植物功能基因组;方法;应用基因组学(genomics)指对所有基因进行基因组作图、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一门科学[1,2]。
许多生物全基因组的破译,使基因组学的研究有了一次质的突破:从结构基因组学开始过渡到功能基因组学。
结构基因组学(structural genomics)是通过基因作图、核苷酸序列分析以确定基因组成、基因定位的一门科学。
功能基因组学(functional genomics)代表基因组分析的新阶段,被称为后基因组学(post genomics),旨在利用结构基因组学丰富的信息资源,应用高通量、大规模的实验分析方法,结合统计和计算机分析来研究基因的表达、调控与功能,基因间、基因与蛋白质、蛋白质与底物、蛋白质与蛋白质之间的相互作用以及生物的生长、发育等规律[3]。
传统的遗传学的方法已不能适应现在基因组学的发展,cDNA微阵列(cDNA micro-array)和基因芯片(gene chip)法、反向遗传学、表达序列标签(expressed sequence Tag,EST)、蛋白质组学、生物信息学等方法相继诞生,为基因组学的研究奠定了坚实的基础。
1cDNA微阵列与基因芯片法cDNA微阵列和基因芯片都是基于Reverse Northern杂交以检测基因表达差异的技术。
二者的基本原理是利用光导化学合成、照相平板印刷以及固相表面化学合成等技术,在固相支持物上固定成千上万个cDNA、EST或基因特异的寡核苷酸探针,并与放射性同位素或荧光标记的靶DNA进行杂交,然后用相应的检测系统进行检测,根据杂交信号强弱及探针的位置和序列,即可确定靶DNA的表达情况以及突变和多态性的存在。
该技术优点在于可以同时对大量基因,甚至整个基因组基因的表达差异进行对比分析。
金属纳米材料的植物生物效应及其多组学研究进展
Research trends of plant responses to metal nanomaterials and multi-omics analysisCHEN Chun 1,2,3,LIU Shuang 1,2,3,WEI Ge-hong 1,2,3*(1.College of Life Science,Northwest A&F University,Yangling 712100,China;2.State Key Laboratory of Crop Stress Biology for Arid Ar⁃eas,Yangling 712100,China;3.Shaanxi Key Laboratory of Agricultural and Environmental Microbiology,Yangling 712100,China )Abstract :The application of metal nanomaterials (MNMs )is growing worldwide,raising concern as to whether they may present a potential risk to the environment.In combination with traditional environmental toxicology,omics technologies (e.g.,transcriptomics,metabolomics,and proteomics )have been used to sharpen understanding of toxic mechanisms of MNMs.In this review,we summarize the research related to the toxic effect of MNMs on plants at phenotypic,subcellular,physiological,and biochemical levels.We review recent advances in multi-omics technologies that provide new insights into the molecular mechanisms of MNMs phytotoxicity.To better understand the ecological ef⁃fects of MNMs,we analyze the current research status and highlight the future challenges,perspectives,and strategies for multi-omics ap⁃proaches.Keywords :metal nanomaterials (MNMs );phytotoxicity;multi-omics;molecular mechanism陈春,刘爽,韦革宏.金属纳米材料的植物生物效应及其多组学研究进展[J].农业环境科学学报,2020,39(2):217-228.CHEN Chun,LIU Shuang,WEI Ge-hong.Research trends of plant responses to metal nanomaterials and multi-omics analysis[J].Journal of Agro-Environ⁃ment Science ,2020,39(2):217-228.金属纳米材料的植物生物效应及其多组学研究进展陈春1,2,3,刘爽1,2,3,韦革宏1,2,3*(1.西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨凌712100;2.旱区作物逆境生物学国家重点实验室,陕西杨凌712100;3.陕西省农业与环境微生物重点实验室,陕西杨凌712100)收稿日期:2019-09-23录用日期:2019-11-23作者简介:陈春(1980—),男,安徽宿县人,副教授,硕士生导师,从事农业生境中人工纳米颗粒与环境微生物及其宿主的互作机制、人工纳米颗粒的环境化学行为与生物效应以及纳米科技与农业可持续发展等研究。
转录组的发展过程
转录组的发展过程转录组学是对特定生物体在特定发育阶段或特定环境条件下所有基因的整体表达情况进行研究的学科。
它的发展过程可以分为以下几个阶段:1. 基因表达谱的研究:20世纪80年代末至90年代初,研究人员开始使用杂交技术和聚合酶链反应(PCR)等方法,对特定基因在不同组织、器官或生理状态下的表达情况进行研究。
这些研究主要关注单个基因的表达,对整体基因表达情况的认识还很有限。
2. EST(表达序列标签)的发现:20世纪90年代初,高通量测序技术的发展使得研究人员能够快速测序大量的cDNA库,从而得到大量基因的部分序列信息。
这些部分序列被称为EST,研究人员可以通过比对已知基因组序列,来推断这些EST的来源基因。
EST的发现使得研究人员能够对整体基因表达进行更全面的了解。
3. 微阵列技术的应用:20世纪90年代末至2000年代初,微阵列技术的出现使得研究人员能够同时检测上万个基因的表达情况。
研究人员可以将不同组织、器官或生理状态下的RNA样品标记并杂交到微阵列芯片上,通过比较不同样品上基因的表达水平,来研究基因的调控网络和功能。
4. 高通量测序技术的广泛应用:近年来,高通量测序技术的快速发展使得研究人员能够对整个转录组进行全面的测序。
通过对RNA样品进行测序,可以得到基因的全长序列信息,从而更准确地了解基因的结构和功能。
此外,高通量测序技术还可以帮助研究人员发现新的非编码RNA,如长链非编码RNA和微小RNA,这些非编码RNA在基因调控和疾病发生中扮演着重要的角色。
5. 转录组学的整合与应用:目前,转录组学已经成为生命科学研究中的重要工具。
研究人员可以通过对转录组数据的分析,揭示基因调控网络、发现新的调控因子和非编码RNA,探索基因功能和疾病发生机制。
此外,转录组学还可以应用于农业、医学和环境科学等领域,如农作物改良、疾病诊断和环境污染评估等。
随着技术的不断进步和数据分析方法的完善,转录组学在未来将发挥更重要的作用。