植物基因组学复习资料-(下)

生长周期短、基因组小、种植密度大、世代短、繁殖系数高、杂交技术相对简单、转基因技 术十分成熟、T-DNA 或 玉米转座子 Ac/Ds 基因标示技术非常成功…
15. 简述 TAIL‐PCR 的技术要点？ 根据已知 DNA 序列，分别设计三条同向且退火温度较高的特异性引物（SP Primer），与经过 独特设计的退火温度较低的兼并引物（可以设计多条，AP1、AP2、AP3……）， 进行热不对称 PCR 反应。通常情况下，其中至少有一种兼并引物可以与特异性引物之间利用退火温度的差异 进行热不对称 PCR 反应，一般通过三次嵌套 PCR 反应即可获取已知序列的侧翼序列。
25. 何谓直向同源物？何谓横向同源物？
直向同源物：一个祖先物种分化产生两种新物种，那么这两种新物种共同具有的由这个祖先 物种继承下来的基因就称为直向同源基因；通常编码生命必需的酶、辅酶或关键性的调控蛋 白，具有功能保守，进化缓慢，变化速度可覆盖整个进化历史，且序列变化速度与进化距离相 当等特征。
横向同源物：是指由于基因重复而产生的同源基因。基因重复后，进化选择压力变小、其中 一条基因丢失或发生沉默都是促使横向同源基因分化产生新特性或新功能的原因。
一、问答题
1. 何谓基因的表达？
基因表达（gene expression）是指细胞在生命过程中，把储存在 DNA 顺序中遗传信息经过转 录和翻译，转变成具有生物活性的蛋白质分子。
2. 何谓分子杂交？
分子杂交（molecular hybridization）确定单链核酸碱基顺序的技术，其基本原理是待测单 链核酸与已知序列单链核酸（探针）间通过碱基配对形成可检出的双螺旋片段。
采用携带你的融合构建的质粒 DNA 轰击洋葱表皮细胞，在观察洋葱表皮细胞就可以了，如果不 太幸运的话，必须通过转基因的手段在转基因株中观察融合蛋白在哪里。
比较高的境界是体外合成你的基因所编码的蛋白，比如在酵母或者在大肠杆菌中合成你的蛋 白，再把蛋白纯化与底物反应，看看情况如何
14. 模式植物必须具备哪些优势？
30. 核小体的结构，每个组蛋白上缠绕的 DNA 通常有多长？
核小体结构：核小体由组蛋白和缠绕其上的 DNA 构成；组蛋白又可分为物种亚基，分别为： H、H3、H2A、H2B、H4。
每个组蛋白上缠绕的 DNA 通常为 147bp 长。
31. 异染色质与常染色质的特征？
异染色质：在细胞周期中，间期、早期或中、晚期，某些染色体或染色体的某些部分的固缩 常较其他的染色质早些或晚些，其染色较深或较浅，具有这种固缩特性的染色体称为异染色 质。它具有强嗜碱性、染色较深。
16. 突变体表型分析时常遇到什么问题，如何解决？
①由于冗余基因的大量存在许多突变体没有可以鉴定的明显的表现型。 解决办法：制造“双突变体”
②与营养吸收有关的某些基因在特定的生理条件下才能表达出来某些功能。 解决办法：尝试在多种环境条件下鉴定它的功能表现型：如养分缺失条件下加以鉴定
17. TILLING 分析的英文全称？TILLING 技术有一些什么优势？
28. 详述异源多倍体油菜基因组的特征（Chalhoub et al., 2014. Science 435:950‐ 953）
29. 何谓表观遗传修饰？表观遗传因素有哪些？
表观遗传因素：任何不是由于 DNA 序列改变而引起的稳定的遗传因素，成为表观遗传因素。
表观遗传因素包括：DNA 甲基化与去甲基化[DNA (de)methylation]、组蛋白乙酰化与去乙酰 化[histone (de)acetylation]、组蛋白甲基化与去甲基化[histone (de)methylation]、组蛋 白变体[histone variants]
23. 何谓基因关联？何谓基因互作？
基因关联：在相同的代谢途径中发挥作用的基因倾向于处在基因组中的相近位置的现象。 基因互作：某两个基因 A 和 B 在许多基因组中是独立存在的，但是他们在某些基因组中以混 合蛋白的方式出现的现象。
24. 何谓同源性？何谓相似性？
同源性：某些基因或者是基因组片段具有共同的祖先（或者说源头） 。 相似性：某些基因或者是基因组片段具有共同的碱基序列。
5. 在全基因组层面研究基因的表达，又有些什么样的技术手段？
DD（differential display）、cAFLP、SSH（Suppression Subtractive Hybridization）； SAGE（serial analysis of gene expression）； MPSS（massively parallel signature sequencing）； 基因芯片； RAN-seq；
细菌、或者酵母双杂交法 蛋白质复合体的吸附纯化 • 用大规模分光测定来鉴定蛋白质
20. 何谓 2‐D 胶？第一维、第二维分别是什么？
第一维是等电聚焦电泳 IEF:蛋白在 pH 梯度中迁移，在 pI （等电点）点停止迁移（在试管 中进行）
第二维是 SDS‐PAGE:通常用这个技术可以分辨 1000 个蛋白
8. 在基因芯片分析中电脑技术可以起到哪些作用？
①基因系列的选择 ②探针的设计 ③扫描杂交结果图像的分析 ④芯片、样本等的标准化设定等 ⑤基因的聚类分析：哪些基因似乎在同一个网络
9. 研究作物基因的表达有很多环境因素，具体有哪些环境因素？
温度、光照、矿质养料、水分、栽培措施、CO2 浓度
10. 在全基因组层面，温度通过很多基因影响油料作物种子脂肪酸的积累，这 些基因可以归纳成哪些类别？
18. CRISPA/CAS9 是使基因获得功能还是失去功能？
失去功能
19. 蛋白组学有些什么研究内容？
• 在二度空间（胶上）蛋白质表达的差异显示 用于突变体研究、基因敲除、不同的环境条件等
• 蛋白质的鉴定 吸附纯化 蛋白质芯片，用抗体处理
• 蛋白质的修饰 磷酸化、糖基化 ….
• 蛋白质与蛋白质的相互作用
光和体系、种子生长发育、代谢作用、生物/非生物逆境、调控体系
11. 何谓正相遗传学？何谓反ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ遗传学？
传统的遗传学的也称为正向遗传学，它是已知基因功能的前提下，去寻找基因（序列）的， 亦即“从功能到基因”。
功能基因组学正好相反，它是在已知基因（序列）的前提下，去寻找基因功能的，亦即“从 基因到功能”，所以也称为反向遗传学。
Targeting Induced Local Lesions IN Genomes (TILLING)是在传统的 EMS 化学诱变的基础 上，通过高通量、低成本的技术来检测基因的一种技术。
优点如下： （1）几乎适用于所有的农作物品种，不必借助于转基因技术、也没 有转基因而引发的 GMO 食品安全问题； （2）高通量、高效率：应用标准的方法，一次（跑胶、或过柱子） 可以检测 75 万个碱基对（ DNA 片段平均长度 1kb 计算）、一个工 作日可以检测 200 万个碱基对（或 2300 个样品） （3）除了基因功能分析外，所测得的多态性还可以用来构建高密度 的遗传图谱； （4）可以全面地、客观地分析某个物种内部基因的差异（ genetic variation ）程度。诱变而引起的序列多态性.
21. 质谱分析的主要原理是什么？
气态样品通过导入系统进入离子源，被电离成分子离子和碎片离子，由质量分析器将其分离 并按质核比依次进入检测器，信号经放大、分析得到质谱图。
22. 何谓核心基因？何谓特殊基因？
核心基因是指在所有物种中均有且高度保守，序列几乎完全一致的基因； 特殊基因是指具有种属特异性，序列各有不同程度的变化的基因；
6. 数量 PCR 的原理是什么？
7. 原位杂交试验一般用作何种用途？
①细胞特异性 mRNA 转录的定位，可用于基因图谱，基因表达和基因组进化的研究； ②感染组织中病毒 DNA/RNA 的检测和定位，如 EB 病毒 mRNA、人类乳头状瘤病毒和巨细胞病 毒 DNA 的检测； ③癌基因、抑癌基因及各种功能基因在转录水平的表达及其变化的检测； ④基因在染色体上的定位； ⑤检测染色体的变化，如染色体数量异常和染色体易位等； ⑥分裂间期细胞遗传学的研究，如遗传病的产前诊断和某些遗传病基因携带者的确定，某些 肿瘤的诊断和生物学剂量测定等。
3. 何谓译后加工？
译后加工（postranslational processing）：从核糖体上释放出来的多肽需要进一步加工修 饰才能形成具有生物活性的蛋白质。翻译后的肽链加工包括肽链的切断，某些氨基酸的羟基 化、磷酸化、乙酰化、糖基化等。
4. 研究（单个基因的表达）有一些什么常规技术手段？
RT-PCR、RT-qPCR、Northern Blot、报告基因（GUS、GFP）、原位杂交
12. 制造突变体库，最常见的方法是什么？插入突变又有哪两种手段？
插入突变，缺失突变、物理诱导突变； T-DNA 插入突变、Ac/Ds 转座子插入突变
13. 如何全面地研究一个突变体或者相关基因的功能？
①Phenotyping：观察各突变体有别于野生型的性状 ②Association with the gene and the phenotype：观察到的突变性状是否是由被 T-DNA 插 入而遭到破坏的那个基因位点所引起的，关联分析不外乎以下三种分析手法，好的杂质需要 2 种或 2 种以上手段互相印证： ·等位变化：你的手头在某个基因位点上拥有包括野生型在内的数个等位突变体，这些等位变 化是否不同程度地引起某种突变性状？这样比较（特别是对于数量性状）的前提是，等位突变 体与野生型的遗传背景高度一致，遗传背景一致要通过不断的回交来到达，一般要回交 3 代， 单株系谱选择； ·互补实验：简单地说就是从野生型中把某个基因克隆出来，再通过转基因手段转到突变体中 去，看突变体是否能恢复到与野生型一样，当然过程细节并不是那样简单； ·回复实验：这个实验适用 Ac/Dc 插入系统，简单地讲就是拿突变体与 Ac 亲本进行杂交，看 Ds 跳开之后，突变性状能否回复正常。 ③Analysis of gene expression： 你所研究的那个基因在什么发育阶段或者在某个阶段的 哪种组织中表达，研究基因表达的手段有： ·RT‐PCR 与数量 RT‐PCR：PCR 技术基础上的表达分析有时不靠谱，因为采集组织的过程中只 要有一点点污染，假阳信号会被 PCR 无限扩大； ·RNA Northern Blot：可以做到不同组织之间，无法更加精细地定位基因在局部区域的表达细 节； ·RNA 原位杂交：可以非常精细地定位到你的基因在哪几层细胞内表达，非常有价值但技术水 准要求很高的一种基因表达分析实验； ·报告基因：通常把你的基因的启动子序列与 GUS 或者 GFP 这样的报告基因序列连在一起，然 后转化野生型，通过观察 GUS 或者 GFP 荧光信号来确定你的基因在什么组织中表达，精细程度 介于 Northern 与原位杂交之间。以上表达分析都是在 RNA 层面上的，在蛋白质层面上的表达研 究更加可靠： ·Western Blot：与 NorthernBlot 手段差不多，但探针是蛋白质抗体 ·免疫金沉淀：也是原位杂交实验，与 RNA 原位杂交区别在于探针是蛋白质抗体 ④Analysis of protein function： 如果你的基因编码某种酶，你要从突变体中提取它并看看它催化某种底物反应的能力是否与野 生型存在差别？ 如果你的基因编码转录因子，通过分子构建做一个（带报告基因）融合蛋白，看看融合蛋白 是否真的可以定位到细胞核？如果你的基因是一个激酶或信号肽，看能否定位到细胞膜上？如 果你的基因与呼吸作用相关，能否定位到线粒体中去？…………….如果你幸运的话，直接可以