第十章 细菌基因组学课件
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细菌的遗传分析PPT课件
细菌的遗传分析
主要内容
• 细菌的细胞和基因组(自学) • 大肠杆菌的突变型及筛选 • 细菌的接合与染色体作图 • 中断杂交与重组作图 • F`因子与性导 • 细菌的转化与转导作图
❖ 大肠杆菌的突变类型 ❖ 突变型筛选（自学）
一、大肠杆菌的突变类型
1、合成代谢功能的突变型——营养缺陷型 合成代谢功能（anabolic function）
分解代谢功能（anabolic function）
一系列降解功能的实现也需要许多基因的表达， 其中任何一个基因突变都会影响降解功能的实现。
如Lac-突变型不能分解乳糖，因此就不能生长在 以乳糖为唯一碳源的基本培养基上。
3、抗性突变型：细菌由于某基因的突变而对某些噬 菌体或抗菌素产生抗性。
如：抗药突变型： 抗链霉素突变型：Strr，（野生型Strs） 抗青霉素突变型：Penr，（野生型Pens ）
❖ 抗phage突变型： 抗T1-phage突变型：Tonr，（野生型Tons ）
❖ 细菌接合现象的发现 ❖ F因子及其转移 ❖ 细菌重组的特点
一、细菌接合现象的发现
❖ 菌株A：met- bio- thr+ leu+ thi+ ❖ 菌株B：met+ bio+ thr- leu- thi-
Met+ bio+ thr+ leu+ thi+
（一）细菌重组的特点
❖ 细菌重组不同于真核生物的完整二倍体 的重组。
Hfr 与F－接合常会形成部分二倍体
F-的DNA
Hfr的部 分DNA
❖ 部分二倍体：这种含有一个亲体F-全部基因组和另 一亲体部分基因组的合子叫部分合子（半合子）/ 部分二倍体。
主要内容
• 细菌的细胞和基因组(自学) • 大肠杆菌的突变型及筛选 • 细菌的接合与染色体作图 • 中断杂交与重组作图 • F`因子与性导 • 细菌的转化与转导作图
❖ 大肠杆菌的突变类型 ❖ 突变型筛选（自学）
一、大肠杆菌的突变类型
1、合成代谢功能的突变型——营养缺陷型 合成代谢功能（anabolic function）
分解代谢功能（anabolic function）
一系列降解功能的实现也需要许多基因的表达， 其中任何一个基因突变都会影响降解功能的实现。
如Lac-突变型不能分解乳糖，因此就不能生长在 以乳糖为唯一碳源的基本培养基上。
3、抗性突变型：细菌由于某基因的突变而对某些噬 菌体或抗菌素产生抗性。
如：抗药突变型： 抗链霉素突变型：Strr，（野生型Strs） 抗青霉素突变型：Penr，（野生型Pens ）
❖ 抗phage突变型： 抗T1-phage突变型：Tonr，（野生型Tons ）
❖ 细菌接合现象的发现 ❖ F因子及其转移 ❖ 细菌重组的特点
一、细菌接合现象的发现
❖ 菌株A：met- bio- thr+ leu+ thi+ ❖ 菌株B：met+ bio+ thr- leu- thi-
Met+ bio+ thr+ leu+ thi+
（一）细菌重组的特点
❖ 细菌重组不同于真核生物的完整二倍体 的重组。
Hfr 与F－接合常会形成部分二倍体
F-的DNA
Hfr的部 分DNA
❖ 部分二倍体：这种含有一个亲体F-全部基因组和另 一亲体部分基因组的合子叫部分合子（半合子）/ 部分二倍体。
细菌基因组结构与功能PPT课件
细菌基因组结构与功能
细菌染色体基因组结构的特点（四）
4. 结构基因都是单拷贝，rRNA基因为多拷贝， 基因组DNA中不编码的部份所占比例比真核 细胞基因组少得多
细菌基因组结构与功能
细菌染色体基因组结构的特点（五）
5. 不出现基因重叠现象： 基因组中，编码顺序一般不会重叠
细菌基因组结构与功能
细菌染色体基因组结构的特点（六）
大肠杆菌 染色体基因组的结构和功能—7
• 基因组上的各个基因的位置与其功能 的重要性可能有一定的联系
• 大肠杆菌染色体基因组中， 大多数 rRNA 基因集中于基因组的复制起点 （oriC ）的位置附近。 这一位置有利 于rRNA基因在早期复制后马上作为模 板进行rRNA的合成以便进行核糖体组 装和蛋白质的合成
细菌基因组结构与功能
细菌染色体基因组结构的特点（一）
1. 形成类核（nucleoid）： 由一条环状双链 DNA 分子组成细
菌的染色体，并相对聚集在一起， 形成一个较为致密的区域 类核无核膜与胞浆分开，类核的中 央部分由RNA和支架蛋白组成，外 围是双链闭环的DNA超螺旋
细菌基因组结构与功能
细菌染色体基因组结构的特点（二）
细菌基因组结构与功能
大肠杆菌 染色体基因组的结构和功能—5
• 双向转录：DNA两条链作为模板指 导mRNA合成的机率差不多相等 • 在已知转录方向的50个操纵子中， 27个操纵子按顺时针方向转录，23 个操纵子按反时针方向转录
细菌基因组结构与功能
大肠杆菌 染色体基因组的结构和功能—6
• 在大肠杆菌染色体基因组中，基因都 是单拷贝基因
弱终止子也有反向重复序列，但无 polyT 结 构，需要有终细菌止基因组蛋结构白与功参能 与才能使转录终止
细菌染色体基因组结构的特点（四）
4. 结构基因都是单拷贝，rRNA基因为多拷贝， 基因组DNA中不编码的部份所占比例比真核 细胞基因组少得多
细菌基因组结构与功能
细菌染色体基因组结构的特点（五）
5. 不出现基因重叠现象： 基因组中，编码顺序一般不会重叠
细菌基因组结构与功能
细菌染色体基因组结构的特点（六）
大肠杆菌 染色体基因组的结构和功能—7
• 基因组上的各个基因的位置与其功能 的重要性可能有一定的联系
• 大肠杆菌染色体基因组中， 大多数 rRNA 基因集中于基因组的复制起点 （oriC ）的位置附近。 这一位置有利 于rRNA基因在早期复制后马上作为模 板进行rRNA的合成以便进行核糖体组 装和蛋白质的合成
细菌基因组结构与功能
细菌染色体基因组结构的特点（一）
1. 形成类核（nucleoid）： 由一条环状双链 DNA 分子组成细
菌的染色体，并相对聚集在一起， 形成一个较为致密的区域 类核无核膜与胞浆分开，类核的中 央部分由RNA和支架蛋白组成，外 围是双链闭环的DNA超螺旋
细菌基因组结构与功能
细菌染色体基因组结构的特点（二）
细菌基因组结构与功能
大肠杆菌 染色体基因组的结构和功能—5
• 双向转录：DNA两条链作为模板指 导mRNA合成的机率差不多相等 • 在已知转录方向的50个操纵子中， 27个操纵子按顺时针方向转录，23 个操纵子按反时针方向转录
细菌基因组结构与功能
大肠杆菌 染色体基因组的结构和功能—6
• 在大肠杆菌染色体基因组中，基因都 是单拷贝基因
弱终止子也有反向重复序列，但无 polyT 结 构，需要有终细菌止基因组蛋结构白与功参能 与才能使转录终止
微生物学遗传与变异ppt课件
β- 棒状噬菌体
含毒素基因
编码毒素蛋白
• 毒力减弱—— 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株
卡介苗 Bacillus of Calmette- Guerin,BCG : 卡介二氏用有毒的牛 结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上，经13年连续230次传 代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。是 用于人工免疫 以预防结核病的活疫苗。
• 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子 transposable element • 噬菌体 phage
• 染色体DNA
chromosome
• 无内含子 • 重复序列少 • 功能相关基因组
成操纵子
• 病原菌中存在
毒力島（pathogenecity Island)
1．形态结构： EM 下 有 三 种 基 本 形 态 ：
蝌蚪型 微球形 丝形
2．化学组成：
• 噬菌体由核酸和蛋白质组成。 • 核酸是噬菌体的遗传物质，根据其组成可为DNA噬
菌体和RNA噬菌体。
• 蛋白质是噬菌体头部衣壳及尾部的主要组成成份，
能保护噬菌体核酸，决定其外形和表面特征。
噬菌体与细菌的关系
4、耐药性变异variation of virulence
细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌
的耐药现象。
多重耐药株:同时耐受多种抗生素的菌株。 抗生素依赖菌株：如痢疾志贺菌的赖链霉素菌株。
抗生素
抗生素
敏感
耐药
细菌遗传变异的物质基础
material basis of bacterial heredity and variation
转导频率
普遍性转导
局限性转导
裂解期
含毒素基因
编码毒素蛋白
• 毒力减弱—— 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株
卡介苗 Bacillus of Calmette- Guerin,BCG : 卡介二氏用有毒的牛 结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上，经13年连续230次传 代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。是 用于人工免疫 以预防结核病的活疫苗。
• 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子 transposable element • 噬菌体 phage
• 染色体DNA
chromosome
• 无内含子 • 重复序列少 • 功能相关基因组
成操纵子
• 病原菌中存在
毒力島（pathogenecity Island)
1．形态结构： EM 下 有 三 种 基 本 形 态 ：
蝌蚪型 微球形 丝形
2．化学组成：
• 噬菌体由核酸和蛋白质组成。 • 核酸是噬菌体的遗传物质，根据其组成可为DNA噬
菌体和RNA噬菌体。
• 蛋白质是噬菌体头部衣壳及尾部的主要组成成份，
能保护噬菌体核酸，决定其外形和表面特征。
噬菌体与细菌的关系
4、耐药性变异variation of virulence
细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌
的耐药现象。
多重耐药株:同时耐受多种抗生素的菌株。 抗生素依赖菌株：如痢疾志贺菌的赖链霉素菌株。
抗生素
抗生素
敏感
耐药
细菌遗传变异的物质基础
material basis of bacterial heredity and variation
转导频率
普遍性转导
局限性转导
裂解期
微生物基因组学_PPT幻灯片
“双脱氧末端终止”的含义
Sanger 双脱氧末端终止法测序原理
自动化测序
荧光染料标记物的发明： 使链终止法用于自动化测序，用不同的荧光 色彩标记ddNTP，如ddATP标记红色荧光， ddCTP标记蓝色荧光，ddGTP标记黄色荧光， ddTTP标记绿色荧光。由于每种ddNTP带有 各自特定的荧光颜色，而简化为由1个泳道同 时判读4种碱基。
（四）影响测序的因素 不管采用随机测序还是定向测序都可碰到下列影响因素。 1.计算机的设备 。 2.靶DNA的性质。 3.完成测序所需的时间 。 4.采用测序策略。
三．微生物基因组的注释 （一）概念：在微生物基因测序的基础上，对其基本结 构和部件进行认定，以进一步研究其功能。
（二）微生物基因组注释的内容 1.碱基组成分析，即G+C Mol%测定。 G+C含量是物种的一个重要特征，在微生物的分类上具有重要意义，是重 要参数之一。 2．开放阅读框的鉴定： 3．编码序列分析
向测序法包括引物测序法和定向缺失测序法。 ⑴引物测序法 即在第一次测序结果的基础上，设计新的寡核苷酸，来充当下一次测
序反应的引物，并依次类推，从而循序渐进获得靶DNA的全部序列。
⑵定向缺失法 定向缺失法是将一个靶DNA变成若干套嵌套的缺失突变体，使靶序列中远
不可测的区段逐渐落入可用通用引物进行测序的方法。
黏粒载体（ cosmid ）
P1人工染色体载体（PAC）
目前常用的人造染色体载体
23
YAC载体应含有下列元件：
酵母染色体的端粒1 EcoRI CEN4
酵母染色体的着丝粒序列 Apr
pYAC
URA3
4
酵母系统的选择标记
ori
大肠杆菌的复制子标记
细菌基因组
细菌基因组细菌基因组：1、什么是细菌基因组？对于微生物，细菌基因组是一个定义该细菌的总体基因构成。
它包括整个细菌的基因，如遗传因子、控制机制和功能，以及基因之间的调控关系。
研究表明，细菌基因组独立于宿主细胞，因此具有独特的特性，比如能够自我调节代谢和进化，适应环境变化，并促进细菌生存和繁衍。
2、细菌基因组序列研究细菌基因组序列研究是利用现代基因测序技术分析细菌基因组的一种方法，它采用的技术是DNA测序或RNA测序。
将这些细菌基因组的序列信息输入计算机，可以在细菌基因组中发现基因的位置、调控方式和功能以及它们之间的调控关系。
3、基因组学的应用细菌基因组学的研究结果可以为不同领域的研究提供帮助，如抗药性、免疫抵抗、营养代谢等研究。
此外，它还能够揭示基因组变异和进化机制、开发出有效的药物和进行病原体时空流行分析等。
因此，细菌基因组学的研究结果可以为人类健康提供重要的理解和支持。
4、基因编辑技术随着基因组序列研究的发展，细菌基因组学也可以使用基因编辑技术。
基因编辑技术是一种修改DNA的技术，使用它可以快速替换、植入和修改细菌基因组中的基因，并有利于基因治疗或基因操纵目标基因的发现和开发。
5、基因组工程基因组工程是基于基因组学研究开发出来的一项新兴技术，它是利用基因组序列的知识，以及基因改造技术，用以操纵细菌基因组中的基因结构和功能的技术。
通过基因组工程，可完成对细菌基因组构成进行重新组装，可对特定基因进行修饰，使其中有效的故障基因能够被克隆出来，或者用克隆器件引入新的基因以增强细菌的功能。
6、研究综述虽然细菌基因组学已取得了长足的进步，但仍然存在许多挑战需要解决。
例如，如何准确检测细螺旋体的基因组结构，以及如何从复杂的细菌基因组序列中发现有效的基因和靶点，如何最佳地利用基因组信息等等，这些都有待进一步研究。
而且，基因组学技术也在不断发展，改进和更新，为新的应用提供支持和指导。
《基因组概论》课件
基因组测序技术
基因组大数据分析
随着基因组数据的积累，未来将需要 更强大的计算和分析能力来挖掘其中 的价值，有望推动基因组学研究的深 入发展。
随着测序技术的不断进步，未来测序 成本将进一步降低，速度将更快，有 望实现个性化医疗和精准诊断。
基因组学在精准医学中的应用前景
个性化治疗
通过基因组学研究，可以深入了解个体差异，为患者量身定制最 合适的治疗方案，提高治疗效果并减少副作用。
单核苷酸变异是最常见的遗传 变异类型，与人类疾病的发生 和发展密切相关。
插入/缺失变异会导致基因结 构的改变，影响基因的表达和 功能。
染色体变异包括染色体数目异 常和染色体结构异常，与遗传 疾病和肿瘤发生有关。
表观遗传学研究方法
DNA甲基化是指在DNA序列上添加甲基基团的 过程，影响基因的表达和功能。
比较基因组学
通过比较不同物种的基因组，研究生物进化和物 种差异。
功能基因组学
利用基因组技术分析基因表达、调控和互作等过 程，揭示生物体的复杂行为和代谢过程。
05
CATALOGUE
未来展望
基因组技术的未来发展
基因组编辑技术
随着CRISPR等基因编辑技术的发展， 未来基因组编辑将更加精确和高效， 有望用于治疗遗传性疾病和传染病。
基因组技术的应用
基因组在医学中的应用
01
02
03
基因诊断
利用基因组技术检测和诊 断遗传性疾病、癌症等疾 病，为个性化医疗提供依 据。
药物研发
通过基因组技术筛选和验 证药物靶点，加速新药研 发进程。
基因治疗
利用基因组技术修复或替 换缺陷基因，治疗遗传性 疾病和某些癌症。
基因组在农业中的应用
174.1细菌基因组医学微生物学
酵乳糖能力
噬菌体基因组 (phage genome)
➢ 噬菌体侵袭细菌，其基因组携带的遗传信息可赋予 宿主菌某些生物学性状。
➢ 前噬菌体（prophage）：温和 噬菌体的基因组整合于细菌染 色体后形成，可介导细菌基因 的水平转移。
基因组组成
细菌的基因组是指染色体和染色体以外遗传物质 所携带基因的总称。 ➢ 染色体 chromosome ➢ 质粒 plasmid ➢ 噬菌体基因组 phage genome ➢ 可移动元件 mobile elements
细菌染色体 (bacterial chromosome)
染色体携带细菌绝大部分遗传信息，决定细菌基因型。 特点： ➢ 不含组蛋白, 无核膜包围； ➢ 除rRNA基因是多拷贝外，绝大部
质粒的分类
能否通过接 合作用传递
根据质粒的 相容性分类
根据生物学 性状分类
接合性质粒 非接合性质粒
不相容性 相容性
F质粒 CoL质粒 R质粒 Vi质粒
与医学有关的质粒
➢ 1. 致育质粒或F质粒：编码性菌毛介导细菌间质 粒的结合传递；
➢ 2. 耐药性质粒：编码产物与抗菌药物和？？抗性 相关；
➢ 3. 毒力质粒：编码与细菌致病性相关的毒力因子； ➢ 4. 细菌素质粒：编码细菌素，如大肠Col质粒 ➢ 5. 代谢质粒：编码与代谢有关的酶，定义：质粒是细菌染色体外的遗传物质。 存在于胞质中的闭合环状双链DNA，携带某些与细 菌生命活动非必需的基因，其遗传信息可赋予宿主 菌某些特定生物学性状。
质粒基本特征
➢ 具有自我复制的能力； ➢ 质粒DNA所编码的基因产物可赋予宿主菌某些性
状特征（致育性、耐药性、致病性等）； ➢ 可自行丢失与人工消除，并非不可缺少； ➢ 可转移性； ➢ 相容性与不相容性；
噬菌体基因组 (phage genome)
➢ 噬菌体侵袭细菌，其基因组携带的遗传信息可赋予 宿主菌某些生物学性状。
➢ 前噬菌体（prophage）：温和 噬菌体的基因组整合于细菌染 色体后形成，可介导细菌基因 的水平转移。
基因组组成
细菌的基因组是指染色体和染色体以外遗传物质 所携带基因的总称。 ➢ 染色体 chromosome ➢ 质粒 plasmid ➢ 噬菌体基因组 phage genome ➢ 可移动元件 mobile elements
细菌染色体 (bacterial chromosome)
染色体携带细菌绝大部分遗传信息，决定细菌基因型。 特点： ➢ 不含组蛋白, 无核膜包围； ➢ 除rRNA基因是多拷贝外，绝大部
质粒的分类
能否通过接 合作用传递
根据质粒的 相容性分类
根据生物学 性状分类
接合性质粒 非接合性质粒
不相容性 相容性
F质粒 CoL质粒 R质粒 Vi质粒
与医学有关的质粒
➢ 1. 致育质粒或F质粒：编码性菌毛介导细菌间质 粒的结合传递；
➢ 2. 耐药性质粒：编码产物与抗菌药物和？？抗性 相关；
➢ 3. 毒力质粒：编码与细菌致病性相关的毒力因子； ➢ 4. 细菌素质粒：编码细菌素，如大肠Col质粒 ➢ 5. 代谢质粒：编码与代谢有关的酶，定义：质粒是细菌染色体外的遗传物质。 存在于胞质中的闭合环状双链DNA，携带某些与细 菌生命活动非必需的基因，其遗传信息可赋予宿主 菌某些特定生物学性状。
质粒基本特征
➢ 具有自我复制的能力； ➢ 质粒DNA所编码的基因产物可赋予宿主菌某些性
状特征（致育性、耐药性、致病性等）； ➢ 可自行丢失与人工消除，并非不可缺少； ➢ 可转移性； ➢ 相容性与不相容性；
细菌的基因组学研究
细菌的基因组学研究一、细菌基因组学简述细菌基因组学是研究细菌基因组的结构，组成及其作用的学科。
细菌基因组通常被定义为细菌生存所必需的全部基因并包括了与代谢、结构和细胞生命周期等相关的信息。
随着基因序列技术的迅速发展，人们对于细菌基因组的理解得到了大幅度提高。
基于基因组在不同类型细菌中相同或者不同的成分，可以发现不同细菌中基因组的差异性。
细菌基因组中含有全体基因，包括了一些能让细菌生存繁衍所需的基因。
细菌基因组也可以进行分析以帮助研究细菌的生存机制、分类学和疾病发生机制的探究。
二、细菌基因组的构造细菌基因组主要由以下三部分组成：核糖核酸（DNA）序列、表达DNA整合过程的一系列蛋白质以及负责DNA复制的蛋白质。
在一些高等细胞中，核酸通过双倍体以及多倍体形式的染色体组织，但对于很多细菌而言，基因组常以一排线性结构显现（噬菌体则为线性形成环绕式的结构）。
细菌鞭毛常由一些基因决定；对于不同类型的细菌，鞭毛的数量、长度及部位均可能不同，而鞭毛则通过启动蛋白质以及公共基因来实现持续运作。
三、细菌基因组的解析对于细菌基因组学的研究目前主要通过两种方式进行，一种是自上而下的策略；另一种则是自下而上的方法。
自上而下的方法主要通过对整个基因组的测序，从而识别出基因组中的所有基因。
这种方法可以形成很好的基础来进行下一步的研究，例如基因的表达功能和基因在微生物界的分类地位。
自下而上的方法则主要侧重于对基因集体的研究，进而了解其在之中的特异性。
这种方法主要通过研究可定制的小组件，例如单个酶、细胞表面蛋白质等来分析基因组信息。
四、细菌基因组的扩增与其他活细胞一样，细菌细胞也能够复制自己的DNA。
同时，细菌基因组复制过程也需要多个复制酶才能完成。
新生细胞繁殖时，会把儿子细胞的基因组进行复制，最终将原细胞分裂成等大的两部分细胞（母细胞和儿细胞）。
五、细菌基因组分析的应用细菌基因组分析的应用是非常广泛的，其中包括以下几个方面：对于微生物群落的建立及其多样性的研究；对于细菌的病原性和抗药性以及基因转移的分析；对于能源代谢及其它的代谢过程等基因表达方面的研究。
(推荐)《微生物基因组学》PPT课件
9
关于基因组学的范畴
• 随着基因组和基因组学这两个术语变得流行起来，一系列 新的术语也)的名称，而被研究的对象则被称为“ …… 组”(-ome)。例如蛋白质组和蛋白质组学。
• 一个蛋白质组（proteome)表示某个时刻在一个细胞或生 物体中全部的蛋白质组成。其它类似的词还有转录组、代 谢组、糖组和变异组。这些新兴的领域能否归到“基因组 学”之下，尚有较大的争议。
在代谢中的可能作用分析； ➢ 通过分析相关基因活性帮助建立细胞中完整的代
谢网络； ➢ 疾病诊断与预测；疫苗与药物的开发； ➢ 基因进化、乃至物种进化的分析
14
二、从DNA双螺旋到微生物基因组
15
基因组学发展的历史
• 基因组时代的奠基石： ➢ DNA双螺旋结构的提出 ➢Sanger双脱氧末端终止法测序 和DNA自动测序仪的发明 ➢PCR技术 ➢生物信息学软硬件设施的发展 ➢……
• 1987年，Victor Mckusick 和 Frank Ruddle 一起创 办了“genomics”杂志，这是第一次“genomics” 这个词在科学界得到广泛的应用。
7
• 基因组学领域包括DNA测序、在物种内进行基因组多 样性的采集以及基因转录调控的研究，即基因组学覆 盖了从DNA序列分析到研究生物体对环境干扰的响应 这样比较广的范围。
微生物基因组学
•主讲教师: 李林 博士/副教授
•Phone: 87286952 •Email: lilin@
1
教学内容
第一部分 微生物基因组学的发展历史和意义
1、基因组和基因组学的定义； 2、从DNA双螺旋到微生物基因组； 3、微生物基因组计划概况和重要意义； 4、几种重要微生物基因组的测序； 5、微生物基因组学网络资源介绍。
关于基因组学的范畴
• 随着基因组和基因组学这两个术语变得流行起来，一系列 新的术语也)的名称，而被研究的对象则被称为“ …… 组”(-ome)。例如蛋白质组和蛋白质组学。
• 一个蛋白质组（proteome)表示某个时刻在一个细胞或生 物体中全部的蛋白质组成。其它类似的词还有转录组、代 谢组、糖组和变异组。这些新兴的领域能否归到“基因组 学”之下，尚有较大的争议。
在代谢中的可能作用分析； ➢ 通过分析相关基因活性帮助建立细胞中完整的代
谢网络； ➢ 疾病诊断与预测；疫苗与药物的开发； ➢ 基因进化、乃至物种进化的分析
14
二、从DNA双螺旋到微生物基因组
15
基因组学发展的历史
• 基因组时代的奠基石： ➢ DNA双螺旋结构的提出 ➢Sanger双脱氧末端终止法测序 和DNA自动测序仪的发明 ➢PCR技术 ➢生物信息学软硬件设施的发展 ➢……
• 1987年，Victor Mckusick 和 Frank Ruddle 一起创 办了“genomics”杂志，这是第一次“genomics” 这个词在科学界得到广泛的应用。
7
• 基因组学领域包括DNA测序、在物种内进行基因组多 样性的采集以及基因转录调控的研究，即基因组学覆 盖了从DNA序列分析到研究生物体对环境干扰的响应 这样比较广的范围。
微生物基因组学
•主讲教师: 李林 博士/副教授
•Phone: 87286952 •Email: lilin@
1
教学内容
第一部分 微生物基因组学的发展历史和意义
1、基因组和基因组学的定义； 2、从DNA双螺旋到微生物基因组； 3、微生物基因组计划概况和重要意义； 4、几种重要微生物基因组的测序； 5、微生物基因组学网络资源介绍。
细菌遗传学课件
抗体或补体
(部分或完全失去胞壁)
正常霍乱弧菌
霍乱弧菌L型
形态结构变异
• 特殊结构的变异
42-43℃ 炭疽杆菌────→失去形成芽胞能力, 毒性
10-20天
降低
变形杆菌（H） 1%石炭酸 （O）
迁徙生长
单个菌落
鞭毛变异
毒力变异
•
胆汁、甘油、马铃薯培养基
牛型结核杆菌────────→卡介苗
13年(230代)
回复突变一个重要的应用是作为诱变剂和致癌剂的检测 手段
Ames试验： His-鼠伤寒沙门菌
突变的分子基础(自学)
• 诱变剂的作用 • 自发突变的机制 • 错配修复与增变基因(mutator gene):dam
mutH mutL mutS uvrD • 突变的热点
突变类型的筛选
基因突变是通过其表型效应而被发现的， 通常突变在群体中占极少数，因此需要 用一些特别的方法来区分突变型与野生 型菌。前述的影印培养法、EMB批示平 板法。
突变是指遗传物质突然发生了稳定的可遗传的变 化.包括数量与结构的改变。
以细菌进行遗传学试验之困惑：细菌基因的突变 是自发还是被诱导。三个经典实验
自发还是诱变的证明
（一）波动试验Fluctuation test
1943年S.E. Luria & M. Delbruck 波动试验 (Fluctuation test)(1943; Genetics 28:491511)
2、糖发酵突变型：EMB琼脂、MacConkey琼脂
3、温度敏感突变型：1951年 Horowitz, E.coli,基 本培养基，40 ℃ 、18h转至25℃、120h。161 个Ts 其中37个是营养缺陷型，其余的是
《遗传学课件细菌》课件
跨学科合作
随着生物学、化学、物理学等学科的交叉融合，未来细菌 研究需要更多的跨学科合作，以解决复杂的问题和挑战。
基因编辑技术
基因编辑技术的进步将为细菌研究提供更精确和高效的工 具，有助于科学家更好地理解和操控细菌的遗传物质。
伦理和社会问题
随着细菌研究的深入，涉及的伦理和社会问题也日益突出 ，需要科学家、政策制定者和公众共同关注和探讨。
病原性细菌的遗传物质包括染色体DNA和质粒DNA，这 些DNA分子上携带的基因决定了细菌的生物学特性和致病 性。
基因突变与抗药性
病原性细菌通过基因突变产生抗药性，使得一些抗生素无 法有效杀死细菌，给治疗带来困难。
细菌毒力基因
一些病原性细菌携带毒力基因，这些基因编码的蛋白质能 够破坏人体细胞或逃避人体免疫系统的攻击，从而增强细 菌的致病能力。
细菌进化与多样性
遗传学在细菌进化与多样性研究 中发挥了重要作用，揭示了细菌 在不同环境中的适应机制和演化
路径。
细菌致病机制
遗传学在研究细菌致病机制中具 有关键作用，有助于深入了解细 菌如何与宿主细胞相互作用，以 及细菌如何适应和抵抗宿主免疫
系统的攻击。
未来研究方向与挑战
全基因组测序技术
随着全基因组测序技术的发展，未来将有更多细菌基因组 被测序和分析，这将为细菌研究提供更全面的数据和更深 入的理解。
伦理问题探讨
在应用基因工程菌时，需要考虑其伦理问题。例如，基因工程菌可能对生态环境和人体健康造成潜在风险，需要 进行严格的评估和控制。同时，基因工程技术的滥用也可能带来一系列伦理和法律问题，需要加强监管和规范。
06
总结与展望
遗传学在细菌研究中的重要地位
细菌遗传学基础
遗传学为细菌研究提供了基础理 论，帮助科学家了解细菌的基因 组结构、基因表达和调控机制。
随着生物学、化学、物理学等学科的交叉融合，未来细菌 研究需要更多的跨学科合作，以解决复杂的问题和挑战。
基因编辑技术
基因编辑技术的进步将为细菌研究提供更精确和高效的工 具，有助于科学家更好地理解和操控细菌的遗传物质。
伦理和社会问题
随着细菌研究的深入，涉及的伦理和社会问题也日益突出 ，需要科学家、政策制定者和公众共同关注和探讨。
病原性细菌的遗传物质包括染色体DNA和质粒DNA，这 些DNA分子上携带的基因决定了细菌的生物学特性和致病 性。
基因突变与抗药性
病原性细菌通过基因突变产生抗药性，使得一些抗生素无 法有效杀死细菌，给治疗带来困难。
细菌毒力基因
一些病原性细菌携带毒力基因，这些基因编码的蛋白质能 够破坏人体细胞或逃避人体免疫系统的攻击，从而增强细 菌的致病能力。
细菌进化与多样性
遗传学在细菌进化与多样性研究 中发挥了重要作用，揭示了细菌 在不同环境中的适应机制和演化
路径。
细菌致病机制
遗传学在研究细菌致病机制中具 有关键作用，有助于深入了解细 菌如何与宿主细胞相互作用，以 及细菌如何适应和抵抗宿主免疫
系统的攻击。
未来研究方向与挑战
全基因组测序技术
随着全基因组测序技术的发展，未来将有更多细菌基因组 被测序和分析，这将为细菌研究提供更全面的数据和更深 入的理解。
伦理问题探讨
在应用基因工程菌时，需要考虑其伦理问题。例如，基因工程菌可能对生态环境和人体健康造成潜在风险，需要 进行严格的评估和控制。同时，基因工程技术的滥用也可能带来一系列伦理和法律问题，需要加强监管和规范。
06
总结与展望
遗传学在细菌研究中的重要地位
细菌遗传学基础
遗传学为细菌研究提供了基础理 论，帮助科学家了解细菌的基因 组结构、基因表达和调控机制。
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能源部手中抢走了领导权，开始领导负责人类基因组计划， 由国立卫生研究院和能源部共同组成“人类基因组研究所 (NHGIR)”； ➢ 1990，美国政府决定正式启动HGP，预计用 15 年时间，投入 30 亿美元，完成 HGP ➢ 逐渐地，HGP 扩展为多国协作计划。参与者包括：欧共体、 日本、加拿大、俄罗斯、巴西、印度和中国等国的科学家。
•而随着家蚕丝腺特异基因研究的深入， 中国将很快在改造丝蛋白质结构，克服 丝绸天然加工弱点等重要产业技术的研 发方面取得突破。
微生物基因组相对较小，易于操作，它的研究比人类基因 组计划先行一步，起到了“开路先锋”的作用
微生物基因组学所取得的理论和技术进展，为人类基因组
两者的发展相互 计划提供了及有益的借鉴
3、基因组学的发展历程
• 流感嗜血杆菌( haemophilus influenzae)
1995 年7 月第一个细菌基因组全序列发表,大 小为1.8 Mb。含1703 个基因或开放阅读。这是 微生物乃至整个生物学领域的一个里程碑 .(Science)
• 1997 年9 月,大肠杆菌的完整基因图谱已绘制成 功, 基因组全序列完成, 全长为5Mb ,共有4 288 个基因,同时也搞清了所有基因产物的氨基酸序 列.
测序微生物的类别
• 几乎所有类别的病毒 • 模式微生物 • 极端环境微生物 • 病原原核生物 • 环境降解微生物 • 其他
Viruses
微生物基因组的特点
类别
特征
染色体结构 基因组大小 编码序列
多为一条环状闭合双链DNA 从0.16-13Mb 占基因组总长度的90%，平均为1Kb左 右
GC含量
• 2002年4月，水稻基因组图谱公布。
• 2002年 小鼠、疟原虫和按蚊基因组测序完成
•鼠基因组共有约27亿个碱基对，比人类 少15％，但其包含的基因数目约在3万 个左右，与对人类基因数的最新估计非 常接近。
人类基因组计划（HGP）的实施
➢ 1986年3月，美国能源部健康与环境研究办公室（Office of Health and Environmental Research）的Charles DeLisi和 David Smith在新墨西哥州圣菲市主持召开了一次会议，与 会的30多名科学家讨论了测定人类基因组的可行性，并讨 论了各种策略，包括酵母人工染色体、噬菌体和粘粒图谱
• 2003年 人类基因组计划宣布，人类基因组序列 图绘制成功，人类基因组计划的所有目 标全部实现
• 人类遗传变异图谱研究以及黑猩猩基因 组测序计划开始
• 2003年11月，世界上首个复杂生物体的 蛋白图谱－－果蝇蛋白图谱公布，从而 实现了只显示遗传密码的基因图谱到揭 示遗传密码功能的蛋白图谱的飞跃。
• 这个果蝇（Drosophila melanogaster）蛋 白图谱发表在《科学》杂志的网络版上
• 这篇研究发布的这个含有7,000多个果蝇 蛋白的图谱含盖了这些蛋白之间超过 20,000种不同的互作。
• 这些果蝇蛋白有许多与人类蛋白类似， 适于作为研制小分子药物如用于治疗癌 症、心脏病和糖尿病的口服药片等的靶 点
•科学家通过分析家蚕基因组和基因表达谱，发 现了1874个家蚕丝腺特异基因，其中97％为新发 现；发现了丝腺中激素活动的证据；
•科学家甚至比较了家蚕与被称为“生物钢”的蜘 蛛丝的生产者——蜘蛛的基因构成，发现了它们 共同拥有的１０７个基因。
•这些功能基因的获得和功能分析的深入 开展，将彻底突破茧丝蛋白质合成相关 基因克隆和研究的瓶颈。
意外的发现
• 鸡基因组的分析还仅仅是开始，不过已 经得出了一些出人意料的结果。
• 科学家们发现，控制鸡生成角蛋白的基因与预 想的不同。
• 角蛋白构成人类的头发、指甲，以及鸟类的喙 和羽毛，科学家一直认为哺乳动物和鸟类的角 蛋白来源相同。但图谱显示，鸡的角蛋白基因 与哺乳动物的区别很大。
• 科学家由此推测，角蛋白可能独立进化出了两 次。
Rickettsia conorii Malish 7
Rickettsia prowazekii Madrid EB1
816 963 910 1,138 1,042 1,069 1,228 1,229 1,230 1,268 1,111
677 782 853 1,041 894 924 1,070 1,052 1,052 1,374 834
鸡和所有的 哺乳动物多 起源于恐龙
鸟类的祖先——始祖鸟
“分道扬镳”
•在鸟类和哺乳动物分离的时 候，鸡获得了生成羽毛和喙 的蛋白质的基因，而哺乳动 物获得了毛皮蛋白质的基因， 丧失了与蛋清和蛋黄有关的 基因。
•鸡的基因组比哺乳动物的紧凑的多，它拥有20万到 23万个基因，但仅有十亿个DNA碱基，而同样多的 基因人类需要三十亿个碱基。鸡的基因数量与哺乳 动物的相当，但它的基因组含有重复的“垃圾”DNA 的数量很少。
Treponema pallidumNichols B1
Chlamydia trachomatis serovar
D
Chlamydia trachomatis MoPnB1
Chlamydia pneumoniae J138
Chlamydia pneumoniae AR39B1
Chlamydia pneumoniae CWL029B1
• 2000 年12 月,第一个植物基因组——拟南 芥基因组被全部测序,遗传图谱、物理图 谱建立,序列大小为125 Mb。基因组测序 区段覆盖了全基因组的115.4 Mb ,分析共 含有25 498 个基因, 编码蛋白来自11 000 个家族。
• 2001年2月中旬，《Nature》与《Science 》分别发表了人类基因组工作框架图,报 告人类基因组共有30 亿个碱基对, 预测编 码基因31 000个,比最初预测的10 万个编 码基因数大大减少。
• 人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）： 90年代提出并已基本完成，同40年代原子弹爆炸，60 年代人类登月一起被认为是二十世纪科技发展史上的 三大创举。
2. 概念
• 以分子生物学技术、计算机技术和信息网 络技术为研究手段，
• 以生物体内全部基因为研究对象，
• 在全基因背景下和整体水平上探索生命活 动的内在规律及其内外环境影响机制的科 学。
意外的发现
• 另外，此前科学界一致认为鸡没有嗅觉 ，但是分析结果表明鸡具有大量的嗅觉 基因，味觉基因却很缺乏。
• 分析还发现，鸡缺乏人类所具有的产生 乳汁、唾液和牙齿的基因。
鸡基因组研究的意义
• 鸡是研究低等脊椎动物和人类等哺乳动物 的一种比较理想的中介。
• 将人类基因组与鸡等其他生物的基因组进 行比较，有助于更深入理解人类基因的结 构和功能，进而开发治疗疾病的新手段， 对于培育优质鸡种、改善食品安全、控制 禽流感病毒的蔓延也有重要意义。
鸡的进化研究
• 鸡是种常见的家禽，长期受到进化生物学家的 青睐。它的基因序列也有助于科学家了解农业 和进化学上重要特性的遗传学基础。
转基因小鸡
• 对鸡和人类的基因组进行比较后发现约 七千万个碱基对是共有的。
• 这暗示着在大约三亿一千万年前二个物 种从共同祖先分化出来的时候，遗传物 质具有守恒性。
基因组计划
• 基因组（genome）是生物体内遗传信息的集合，是某 个特定物种细胞内全部DNA分子的总和。
• 基因组学（genomics）是指研究并解析生物体整个基 因组的所有遗传信息的学科。
• 基因组计划（Genome Project）是指对人类及其它生 物体全基因组的测序工作(sequencing)。
微生物基因组计划的发展，可以为研究人类未知基因的功
交融，密不可分。 能提供宝贵的线索
一些模式生物，如大肠杆菌和酿酒酵母菌，本身就是人类 基因组计划的研究内容
人类基因组计划的强大资金投入和在人类基因组计划中发 展和完善起来的生物信息学技术又极大地促进了微生物计 划的飞速发展
由于微生物种类的多样性，可以估计，人类在微生物基因 组的总测序量将会超过人类基因组计划
测出人类全套基因组的 DNA 碱基序列（ 3 X 109 bp）； ➢ 1988，美国国家研究委员会（National Research Council）开始
支持人类基因组计划，并每年投资2亿美元 ； ➢ 1988，美国国立卫生院（National Institute of Health, NIH）从
• 1998 年12 月完成了基因组测序。基因组大小 100 Mb ,分布于6 条染色体,预测有19，099 个 基因。
• 果蝇
• Celera公司2000 年3 月宣布了基因组全序列为 180 Mb。有13 601 个基因,其中一半的基因功 能还没有搞清楚,有1 600 个碱基跨度区仍未能 完全测序。
• 2004年３月１日 • 多国科学家组成的两个研究小组宣布绘制出鸡
的基因序列草图和遗传差异图谱。
科学家选取了家鸡 的远祖——红原鸡为 测绘对象，绘制出了 草图中约10亿个碱基 对，相当于人类的三 分之一。
科学家在９日出版的《Nature》杂志上载文说， 分析发现，红原鸡约有２万到2.3万个遗传基因， 与人类数量基本持平，其中有60％与人类相同。
细菌的基因组学
吴震州 naturepower@
“了解一个有机体的全部生物学的先决条件是 确定它的完整的基因组序列。”
——J.Craig Venter
(Founder and Chairman of TIGR)
一、产生背景及概念
• 1. 背景：
1985年提出人类基因组计划（HGP），随 着HGP的提出和实施，产生的基因组学。
我国科学家在鸡基因组学研究上的重大突破
中国科学院北京基因组 研究所在国际合作的框 架下参与和主持完成的 原鸡基因组和家鸡基因 组多态性研究并于2004 年12月9日发表在《自然》 杂志上以主题科学论文 的形式发表。
•而随着家蚕丝腺特异基因研究的深入， 中国将很快在改造丝蛋白质结构，克服 丝绸天然加工弱点等重要产业技术的研 发方面取得突破。
微生物基因组相对较小，易于操作，它的研究比人类基因 组计划先行一步，起到了“开路先锋”的作用
微生物基因组学所取得的理论和技术进展，为人类基因组
两者的发展相互 计划提供了及有益的借鉴
3、基因组学的发展历程
• 流感嗜血杆菌( haemophilus influenzae)
1995 年7 月第一个细菌基因组全序列发表,大 小为1.8 Mb。含1703 个基因或开放阅读。这是 微生物乃至整个生物学领域的一个里程碑 .(Science)
• 1997 年9 月,大肠杆菌的完整基因图谱已绘制成 功, 基因组全序列完成, 全长为5Mb ,共有4 288 个基因,同时也搞清了所有基因产物的氨基酸序 列.
测序微生物的类别
• 几乎所有类别的病毒 • 模式微生物 • 极端环境微生物 • 病原原核生物 • 环境降解微生物 • 其他
Viruses
微生物基因组的特点
类别
特征
染色体结构 基因组大小 编码序列
多为一条环状闭合双链DNA 从0.16-13Mb 占基因组总长度的90%，平均为1Kb左 右
GC含量
• 2002年4月，水稻基因组图谱公布。
• 2002年 小鼠、疟原虫和按蚊基因组测序完成
•鼠基因组共有约27亿个碱基对，比人类 少15％，但其包含的基因数目约在3万 个左右，与对人类基因数的最新估计非 常接近。
人类基因组计划（HGP）的实施
➢ 1986年3月，美国能源部健康与环境研究办公室（Office of Health and Environmental Research）的Charles DeLisi和 David Smith在新墨西哥州圣菲市主持召开了一次会议，与 会的30多名科学家讨论了测定人类基因组的可行性，并讨 论了各种策略，包括酵母人工染色体、噬菌体和粘粒图谱
• 2003年 人类基因组计划宣布，人类基因组序列 图绘制成功，人类基因组计划的所有目 标全部实现
• 人类遗传变异图谱研究以及黑猩猩基因 组测序计划开始
• 2003年11月，世界上首个复杂生物体的 蛋白图谱－－果蝇蛋白图谱公布，从而 实现了只显示遗传密码的基因图谱到揭 示遗传密码功能的蛋白图谱的飞跃。
• 这个果蝇（Drosophila melanogaster）蛋 白图谱发表在《科学》杂志的网络版上
• 这篇研究发布的这个含有7,000多个果蝇 蛋白的图谱含盖了这些蛋白之间超过 20,000种不同的互作。
• 这些果蝇蛋白有许多与人类蛋白类似， 适于作为研制小分子药物如用于治疗癌 症、心脏病和糖尿病的口服药片等的靶 点
•科学家通过分析家蚕基因组和基因表达谱，发 现了1874个家蚕丝腺特异基因，其中97％为新发 现；发现了丝腺中激素活动的证据；
•科学家甚至比较了家蚕与被称为“生物钢”的蜘 蛛丝的生产者——蜘蛛的基因构成，发现了它们 共同拥有的１０７个基因。
•这些功能基因的获得和功能分析的深入 开展，将彻底突破茧丝蛋白质合成相关 基因克隆和研究的瓶颈。
意外的发现
• 鸡基因组的分析还仅仅是开始，不过已 经得出了一些出人意料的结果。
• 科学家们发现，控制鸡生成角蛋白的基因与预 想的不同。
• 角蛋白构成人类的头发、指甲，以及鸟类的喙 和羽毛，科学家一直认为哺乳动物和鸟类的角 蛋白来源相同。但图谱显示，鸡的角蛋白基因 与哺乳动物的区别很大。
• 科学家由此推测，角蛋白可能独立进化出了两 次。
Rickettsia conorii Malish 7
Rickettsia prowazekii Madrid EB1
816 963 910 1,138 1,042 1,069 1,228 1,229 1,230 1,268 1,111
677 782 853 1,041 894 924 1,070 1,052 1,052 1,374 834
鸡和所有的 哺乳动物多 起源于恐龙
鸟类的祖先——始祖鸟
“分道扬镳”
•在鸟类和哺乳动物分离的时 候，鸡获得了生成羽毛和喙 的蛋白质的基因，而哺乳动 物获得了毛皮蛋白质的基因， 丧失了与蛋清和蛋黄有关的 基因。
•鸡的基因组比哺乳动物的紧凑的多，它拥有20万到 23万个基因，但仅有十亿个DNA碱基，而同样多的 基因人类需要三十亿个碱基。鸡的基因数量与哺乳 动物的相当，但它的基因组含有重复的“垃圾”DNA 的数量很少。
Treponema pallidumNichols B1
Chlamydia trachomatis serovar
D
Chlamydia trachomatis MoPnB1
Chlamydia pneumoniae J138
Chlamydia pneumoniae AR39B1
Chlamydia pneumoniae CWL029B1
• 2000 年12 月,第一个植物基因组——拟南 芥基因组被全部测序,遗传图谱、物理图 谱建立,序列大小为125 Mb。基因组测序 区段覆盖了全基因组的115.4 Mb ,分析共 含有25 498 个基因, 编码蛋白来自11 000 个家族。
• 2001年2月中旬，《Nature》与《Science 》分别发表了人类基因组工作框架图,报 告人类基因组共有30 亿个碱基对, 预测编 码基因31 000个,比最初预测的10 万个编 码基因数大大减少。
• 人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）： 90年代提出并已基本完成，同40年代原子弹爆炸，60 年代人类登月一起被认为是二十世纪科技发展史上的 三大创举。
2. 概念
• 以分子生物学技术、计算机技术和信息网 络技术为研究手段，
• 以生物体内全部基因为研究对象，
• 在全基因背景下和整体水平上探索生命活 动的内在规律及其内外环境影响机制的科 学。
意外的发现
• 另外，此前科学界一致认为鸡没有嗅觉 ，但是分析结果表明鸡具有大量的嗅觉 基因，味觉基因却很缺乏。
• 分析还发现，鸡缺乏人类所具有的产生 乳汁、唾液和牙齿的基因。
鸡基因组研究的意义
• 鸡是研究低等脊椎动物和人类等哺乳动物 的一种比较理想的中介。
• 将人类基因组与鸡等其他生物的基因组进 行比较，有助于更深入理解人类基因的结 构和功能，进而开发治疗疾病的新手段， 对于培育优质鸡种、改善食品安全、控制 禽流感病毒的蔓延也有重要意义。
鸡的进化研究
• 鸡是种常见的家禽，长期受到进化生物学家的 青睐。它的基因序列也有助于科学家了解农业 和进化学上重要特性的遗传学基础。
转基因小鸡
• 对鸡和人类的基因组进行比较后发现约 七千万个碱基对是共有的。
• 这暗示着在大约三亿一千万年前二个物 种从共同祖先分化出来的时候，遗传物 质具有守恒性。
基因组计划
• 基因组（genome）是生物体内遗传信息的集合，是某 个特定物种细胞内全部DNA分子的总和。
• 基因组学（genomics）是指研究并解析生物体整个基 因组的所有遗传信息的学科。
• 基因组计划（Genome Project）是指对人类及其它生 物体全基因组的测序工作(sequencing)。
微生物基因组计划的发展，可以为研究人类未知基因的功
交融，密不可分。 能提供宝贵的线索
一些模式生物，如大肠杆菌和酿酒酵母菌，本身就是人类 基因组计划的研究内容
人类基因组计划的强大资金投入和在人类基因组计划中发 展和完善起来的生物信息学技术又极大地促进了微生物计 划的飞速发展
由于微生物种类的多样性，可以估计，人类在微生物基因 组的总测序量将会超过人类基因组计划
测出人类全套基因组的 DNA 碱基序列（ 3 X 109 bp）； ➢ 1988，美国国家研究委员会（National Research Council）开始
支持人类基因组计划，并每年投资2亿美元 ； ➢ 1988，美国国立卫生院（National Institute of Health, NIH）从
• 1998 年12 月完成了基因组测序。基因组大小 100 Mb ,分布于6 条染色体,预测有19，099 个 基因。
• 果蝇
• Celera公司2000 年3 月宣布了基因组全序列为 180 Mb。有13 601 个基因,其中一半的基因功 能还没有搞清楚,有1 600 个碱基跨度区仍未能 完全测序。
• 2004年３月１日 • 多国科学家组成的两个研究小组宣布绘制出鸡
的基因序列草图和遗传差异图谱。
科学家选取了家鸡 的远祖——红原鸡为 测绘对象，绘制出了 草图中约10亿个碱基 对，相当于人类的三 分之一。
科学家在９日出版的《Nature》杂志上载文说， 分析发现，红原鸡约有２万到2.3万个遗传基因， 与人类数量基本持平，其中有60％与人类相同。
细菌的基因组学
吴震州 naturepower@
“了解一个有机体的全部生物学的先决条件是 确定它的完整的基因组序列。”
——J.Craig Venter
(Founder and Chairman of TIGR)
一、产生背景及概念
• 1. 背景：
1985年提出人类基因组计划（HGP），随 着HGP的提出和实施，产生的基因组学。
我国科学家在鸡基因组学研究上的重大突破
中国科学院北京基因组 研究所在国际合作的框 架下参与和主持完成的 原鸡基因组和家鸡基因 组多态性研究并于2004 年12月9日发表在《自然》 杂志上以主题科学论文 的形式发表。