基因芯片及其在植物病原物检测中的应用
基因芯片技术及其应用
基因芯片技术及其应用随着生物学、生命科学的发展，基因芯片技术越来越受到关注。
基因芯片又称为DNA芯片，是一种利用微阵列技术来检测基因表达水平的高通量方法。
基因芯片技术的发展带来了许多应用领域的新成果，包括疾病预测、药物研发等。
本文将介绍基因芯片技术及其应用。
一、基因芯片技术的原理基因芯片技术是一种高通量的生物技术，它利用微阵列生物芯片来检测基因表达的水平。
这种技术利用了DNA分子的特异性与完整性，它可以在任何生物样品中高效地检测出其蛋白质表达水平和基因组变异情况。
基因芯片技术的工作原理基于蛋白质表达水平与基因组变异情况的探测。
首先，需要将基因DNA序列通过逆转录过程转换成mRNA序列，进而使用荧光标记标记mRNA序列。
接下来将标记好的mRNA序列通过微阵列技术固定到芯片上，并使用高通量扫描技术来观察标记后荧光强度的变化程度。
荧光值越高，则说明该基因表达水平越高。
基因芯片技术不仅可以检测基因表达水平，还可以检测基因序列的变异情况，用于了解某种疾病或细胞状态的基因组变化情况。
比如，可以用这种技术针对某种疾病相关的单核苷酸多态性位点检测基因变异情况。
二、基因芯片技术的应用1. 癌症筛查基因芯片技术可用于癌症筛查，将肿瘤组织中的RNA与正常细胞组织的RNA进行比较，寻找表达水平具有显著差别的基因，进而确定这些基因是否与癌症发展相关。
利用这种方法可以更加准确地判断某个癌症的种类、发展程度等。
2. 个性化药物设计基因芯片技术可用于个性化药物设计，通过基因芯片可以确定某个病人，是否会对某种药物产生不良反应，从而确定是否使用该药物。
同时，可以利用基因芯片技术根据病人的基因组变异情况，设计出一种更加适合该病人的药物。
3. 遗传疾病筛查基因芯片技术可用于遗传疾病筛查，利用基因芯片技术可以检测出某些基因的表达水平是否异常，从而确定在某些疾病中，基因的表达水平是否存在异常。
4. 农业和环保应用基因芯片技术不仅可以应用在医学领域，还可以应用于农业和环保领域，例如种植业、畜牧业、水产养殖业等。
植物基因芯片技术在基因功能研究中的应用
植物基因芯片技术在基因功能研究中的应用基因是生命的基本单位，不同的基因决定了生物在形态结构和生理功能上的巨大差异。
因此，基因的研究一直以来都备受科学家的关注。
植物基因芯片技术具有高通量、高效率的特点，使得其在植物基因组学和生物学研究中发挥了重要的作用。
一、植物基因芯片技术的应用背景植物基因芯片技术作为一种基于DNA或RNA的单元芯片，可以将数万甚至数百万个基因同时检测，分辨、鉴定和分析的能力比传统技术大大提高。
随着测序技术、生物信息学领域的飞速发展，开发出款式不同的芯片已经成为了一种新的研究工具。
同时，它也使得科学家们与物种、物种间信号网络的关系和机制进行研究的空间大幅度扩展。
在精准农业、种子改良等领域的应用，也是高度重要。
二、植物基因芯片技术的特点（1）精准鉴定基因表达谱植物基因芯片技术可以同时鉴定出几万个基因的表达情况，有效地揭示基因表达与环境、药物、基因功能相互作用之间的关系。
同时，这种技术可以使基因表达谱分析更加准确和全面。
（2）全基因组覆盖植物基因芯片技术可以对物种全基因组进行检测，而且可以检测出变异基因、功能基因和传递基因，使我们可以全面了解它们在生物体内的功能和作用，从而为我们研究物种生物学机制提供重要的数据来源。
（3）高通量和高效率植物基因芯片技术可以在一片芯片上同时检测多个基因，所检测的基因数量很大，可以达到上万个。
这种高通量的检测方式大大提高了检测效率，缩短了研究周期和实验成本，为科学家们提供了高效实用的工具。
三、植物基因芯片技术的应用范围（1）分子遗传学研究植物基因芯片技术可以用来研究突变基因的表达情况，反映出遗传突变与表型表现之间的关系。
同时，它也可以将基因动态、全面而准确地揭示出来，较之传统方法，分析更新快，且范围更广泛。
（2）代谢途径的分析和代谢产物的检测植物基因芯片技术可以分析代谢途径的异宿表达，及时发现影响结构和功能类似的代谢物。
同时，在筛选新型合成代谢物方面同样达到了极大地进展。
基因芯片数据分析及在植物基因组研究中的应用
值常数等判定方法可将此类数据予 以过滤 ， 对于单 张芯 片重复 点样 的芯 片 可用变 异 系数 的方法 进行 过 滤， 如果变异系数接近或大 于 １％ ， ０ 就认 为该 数据
不可靠 而应 删 除 。数 据 的缺失 对 于某些 后续 数据 分
析 来说 有着 非 常 大 的影 响 ， 须 采 取 相 应 的方 法 。 必
１ 基 因芯 片 的原理 基 因 芯 片 （ ｅ ｅＣ ｉ，Ｄ Ａ Ｃ ｉ ） 又 称 Ｄ Ａ Ｇ ｎ ｈｐ Ｎ ｈｐ ， Ｎ
对基 因表 达数 据 进 行 分析 之 前 ， 往需 要 进 行 往
微 阵列 （ Ｎ ｃｏｒ ｙ ， 指 按 照 预 定 位 置 固定 Ｄ Ａ Ｍｉ ａｒ ） 是 ｒ ａ 在 固相载 体上很 小 面积 内的千万个 核 酸分 子所组 成 的微 点 阵阵列 。在 一 定 条 件 下 ， 体 上 的核 酸 分 子 载 可 以与来 自样 品 的序 列互 补 的核 酸片段 杂交 。如果 把样 品 中的核 酸片 段 进 行标 记 ， 专 用 的芯 片 阅读 在 仪 上就可 以检 测到杂 交 信号 。基 因芯 片技术 主要 包
随着 ｃ Ｎ Ｄ Ａ微 阵列 和寡核 苷 酸芯 片等 高通 量 检 测技术 的发 展 ， 我们 可 以从 全 基 因 组水 平 定 量 或 定
性 检测 基 因转 录产物 。通过 基 因芯 片数 据分 析就 能 够检测 不 同条件 下 的 基 因转 录变 化 ， 够 显 示 反 映 能
个简单方法是直接过滤掉这些存在缺失数据项的 行 向量 或列 向量 。另 一 个 方法 是 设 定 阈值 ， 算行 计
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系， 利用相邻数据点估算得到缺失值。由于芯片实
验 的 昂贵性 ， 决定 了芯 片 数 据 的小 样 本 和 大 变量 的 特 点 ， 致数 据分 布 常为偏 态且 标准 差较 大 ， 响 了 导 影 数据 的进 一步 分析 。采用 对数 转换 能 使数 据 更 加符 合 正态分 布 ； 同时 对 数 转换 使 荧 光 信 号 强 度 的标 准
基因芯片的技术原理及在动植物研究上的应用
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河北农业科学
２００８ 年
方法不同。常规的基因分离、扩增和标记技术完全可以 采用，如以 ＤＮＡ、ＲＮＡ 为模板进行 ＰＣＲ 扩增反应或克 隆或逆转录 （ｍＲＮＡ）［７］，获取其中的 ＤＮＡ、ＲＮＡ 等信息 分子并以放射性同位素如 ３２Ｐ／３３Ｐ 或荧光素标记，但操作 烦琐费时。高度集成的微型样品处理系统如细胞分离芯 片及基因扩增芯片是实现上述目的的有效手段和发展方 向［８］。目前采用最普遍的荧光标记方法与传统方法如体 外转录、ＰＣＲ、逆转录等原理上无多大差异，只是采用 多种荧光标记，以满足不同来源样品的平行分析。
基因芯片是基于核酸探针杂交技术原理而研发的。 根据碱基互补原理，利用核酸探针到基因混合物中识别 特定基因。基因芯片技术主要包括 ４ 个技术环节：ＤＮＡ 微阵列制备、样品制备、生物分子反应和信号的检测及 分析［１～２］。 １．１ ＤＮＡ 微阵列制备
芯片制备之前要对载体进行修饰，使其表面有可进 行化学反应的活性集团，以便与生物分子进行偶联，并 使载体具有良好的稳定性和生物兼容性［２］。早期的微阵 列有许多采用尼龙膜或硝酸纤维素膜做固相载体，由于
ＤＮＡ 阵列的集成有 ２ 种不同的技术路线： （１）利 用半导体激光光刻技术和照相平板印刷技术，在固相支 持物表面原位合成寡核苷酸探针［４～５］。探针的固相合成类 似于 “搭积木”，每 １ 个探针都是由 Ａ、Ｔ、Ｇ 和 Ｃ 自下 而上堆积而成。每 １ 层合成都需要相应的掩盖物 （ｍａｓｋ）。在合成碱基单体的 ５＇ 羟基末端连上 １ 个光敏 保护基，利用汞灯发出的光束照射载体表面特定合成区 域，激活这个区域，使羟基端脱保护产生自由羟基，然 后 １ 个 ５，端保护的核苷酸的 ３，端通过化学键连接上 去。这个过 程 反 复 进 行 直 至 合 成 １ 整 套 探 针 ； （２） ＤＮＡ 微集阵列技术 （ＤＮＡ ｍｉｃｒｏａｒｒｙ），又叫点样法，是 将合成好的探针、ｃＤＮＡ 或基因组 ＤＮＡ 通过特定的高速 点样机器人直接点在芯片上，然后经过紫外线照射交联 固定［６］。采用的机器人由计算机控制，有多个打印／喷印 针头，将探针打印或喷印于芯片上。打印法的优点是探 针密度高，通常 １ ｃｍ２ 可打印 ２ ５００ 个探针；缺点是定 量准确性及重现性不好，打印针易堵塞且使用寿命有 限。喷印法的优点是定量准确，重现性好，使用寿命 长。缺点是喷印斑点大，因此探针密度低，通常 １ ｃｍ２ 只有 ４００ 点。 １．２ 样品制备和生物分子反应
植物生长芯片技术在研究中的应用
植物生长芯片技术在研究中的应用随着科技的不断进步，人们对于植物生长的过程和机理越来越感兴趣。
而植物生长芯片技术就是一种能够帮助研究者更好地观察和控制植物生长的重要工具。
今天，我们就来一起了解一下植物生长芯片技术在研究中的应用。
什么是植物生长芯片技术？植物生长芯片技术是一种能够模拟植物生长环境的技术，在这个环境下，可以控制植物生长所需的水分、养分、CO2浓度和光照等因素，从而有效地研究植物的生长过程和机理。
该技术主要应用于植物育种、生产和研究等领域，并被广泛应用于实验室和工业生产中。
植物生长芯片技术在植物育种中的应用在植物育种中，植物生长芯片技术可以改善植物产量和品质，并帮助育种者更好地了解植物生长的过程。
例如，通过控制光照强度和光周期，可以改善蔬菜的颜色、营养和味道，进而提高蔬菜的市场价值。
同时，植物生长芯片技术还可以帮助育种者研究抗病性和适应性等繁衍系统属性，进而选育更适合特定环境的植物品种。
植物生长芯片技术在植物生产中的应用植物生长芯片技术在植物生产中的应用也十分广泛。
通过改变芯片内部的气体条件和水分条件等约束条件，可以控制植物的生长速度和营养吸收率等因素，帮助提高植物产量和品质。
此外，植物生长芯片技术还被广泛应用于建筑内部的绿化设计等领域，通过控制内部的光照强度和气体浓度等因素，达到更好的美化效果和环保效果。
植物生长芯片技术在植物研究中的应用在植物研究中，植物生长芯片技术可以帮助研究者更好地控制植物的生长环境和测量植物的变化。
例如，通过控制CO2浓度和氧气浓度，可以更好地研究植物光合作用和呼吸作用等生理过程，并了解这些过程如何影响植物的生长和发展。
此外，植物生长芯片技术还可以帮助研究者研究植物种群的遗传和变异，进而提高植物品种的适应性和生存能力。
总结植物生长芯片技术是一种有效的工具，可以在植物育种、生产和研究等领域中提高效率和效果。
通过控制内部的约束条件，可以更好地了解植物的生长过程和机理，进而选择更适合特定环境的植物品种，并提高植物产量和品质。
基因芯片的原理和临床应用
基因芯片的原理和临床应用1. 引言基因芯片是一种用于检测和分析大量基因表达的工具，它在基因组学研究和临床诊断中起着重要的作用。
本文将介绍基因芯片的原理和其在临床应用中的重要性。
2. 基因芯片的原理基因芯片是一种微型实验室，在一个非常小的芯片上集成了数千到数百万个基因探针。
基因探针是一种能够与特定基因或RNA分子结合的DNA片段或RNA片段。
基因芯片通过检测这些基因探针与样本中的基因或RNA分子的结合程度，来确定基因表达水平的高低。
基因芯片通常包括两个主要部分：探针和样本。
探针是在芯片上固定的DNA或RNA片段，用于特异性识别样本中的基因或RNA分子。
样本是待检测的基因或RNA样品。
当样本与探针结合时，基因芯片可以精确地测量探针与样本中目标基因或RNA的结合程度。
这种结合程度的强弱可以反映基因的表达水平。
3. 基因芯片的工作流程基因芯片的工作流程可以分为以下几个步骤：3.1 采集样本首先，需要采集待检测的样本，样本可以是组织、血液、唾液等。
采集样本的同时，需要记录样本的相关信息，如年龄、性别、病史等。
3.2 样本预处理为了准确地检测基因表达水平，需要对样本进行预处理。
预处理包括样本的RNA或DNA提取、质量检测、纯化等步骤。
这些预处理步骤可以确保样本中的基因或RNA分子的完整性和纯度。
3.3 杂交反应杂交反应是基因芯片最关键的步骤之一。
在这一步骤中，样本中的RNA或DNA与芯片上的探针发生特异性结合。
这种结合通常发生在高温下，并伴随着一系列的洗涤步骤，以去除非特异性结合的分子。
3.4 荧光染色为了检测探针与样本中基因或RNA分子的结合程度，常常在芯片上采用荧光标记的方法。
荧光染料会与结合的探针形成复合物，并在芯片上产生荧光信号。
3.5 数据分析基因芯片的数据分析是整个基因芯片实验中最关键的一步。
数据分析包括信号强度的计算、背景噪声的去除、数据归一化等步骤。
通过这些步骤，可以生成基因表达矩阵，用于后续的数据挖掘和生物信息学分析。
基因芯片技术及其在病原微生物研究中的应用(已修改)
基因芯片技术及其在病原微生物研究中的应用基因芯片( Gene chip)是生物芯片的一种,也叫做DNA 芯片(DNA chip) 、DNA 微阵列(DNA microarray) ,所用的探针为寡核苷酸或互补DNA (cDNA) 。
其原理来源于Ed Southern 提出的核酸杂交理论,传统的印迹杂交可以看作是其雏形。
美国Affymet rix 公司于20 世纪90 年代初率先开展了生物芯片技术的研究,Fodor 等(1991) 首次采用光导原位合成技术,经十步合成1024 肽的阵列,并与用荧光素标记的单克隆抗体相互作用,通过荧光显微镜检测反应结果。
1995 年美国斯坦福大学研制成功了第一块以玻璃为载体的基因芯片。
用高速机械手将cDNA 点样到预处理的玻璃上,以检测相应基因的表达量,由于芯片面积小而密度高,仅用2μl 的杂交体积即可检测来源于细胞的2μg 总mRNA ,应用双色荧光杂交检测到拟南芥( A ra2bi dopsis thal iana) 45 个基因的表达差异。
自此以基因芯片为代表的生物芯片技术得到了迅猛发展,在生命科学领域发挥了重要作用,作为一个技术平台,已广泛应用于基因图谱绘制、基因表达谱分析、功能基因组学研究、疾病诊断、药物筛选、环境监测等多个领域。
基因芯片技术是继大规模集成电路之后又一具有深远意义的科学技术革命。
一、基因芯片技术基因芯片技术包括芯片的制备、待检样品的标记、杂交以及杂交结果的检测和分析。
1、基因芯片的制备基因芯片的制备过程包括以下几个步骤：①探针的设计与合成；②芯片支撑物的处理；③DNA阵列点印；④芯片后处理，包括重新水合化及干燥、UV-交联、封闭及变性；⑤芯片质量检测。
其中最关键的是DNA微阵列的点印，目前分为两种主要类型：原位合成（in situ syn-thesis）与合成后以微量点样技术点样。
原位合成微型阵列采用阶梯式的方法在原位合成核酸。
而微量点样技术，则是将少量经PCR扩增和纯化后的分子（如cDNA），用不同方法转移至芯片的指定位置上。
基因芯片及其在植物病原物检测中的应用
基因芯片及其在植物病原物检测中的应用摘要:基因芯片是近年来发展起来的一项新兴技术，是把大量DNA探针或基因片段按特定的排列方式固定在硅片、玻璃、塑料或尼龙膜等载体上，形成致密、有序的DNA分子点阵，在基因定位、DNA测序、突变检测、基因筛选、基因诊断和发现新基因等方面起着重要的作用。
基因芯片技术已广泛应用于病原物检测，在植物病害预测和防治中起着重要的作用。
关键词:基因芯片; 病原物检测1996年，美国Affvmetrix生物公司制造出世界上第一块商业化的基因芯片(Gene chips)，由此掀起了基因芯片研究热潮。
基因芯片被迅速而广泛地应用于生命科学与医学的各领域，被誉为继大规模集成电路后又一次意义深远的科技革命[1]。
随着基因芯片技术的不断发展，其在生命科学和医学中的研究领域中的应用几乎是全方位的，包括基因定位、DNA测序、突变检测、基因筛选、基因诊断和发现新基因等［2］。
本文仅叙述基因芯片原理已经基因芯片在植物病原物检测中的作用。
基因芯片的基本原理基因芯片，又称DNA芯片(DNA chips)，属于生物芯片(bio-chip)中的一种，是综合微电子学、物理学、化学及生物学等高新技术，把大量DNA探针或基因片段按特定的排列方式固定在硅片、玻璃、塑料或尼龙膜等载体上，形成的致密、有序的DNA分子点阵，因固相载体常用硅玻片或硅芯片，故称之为基因芯片［3］。
基因芯片技术的基本原理是分子生物学中的核酸分子原位杂交技术:将短链核酸分子固定在固相载体上作为探针，待分析样品经过标记后与固定在芯片上的探针杂交。
其技术流程主要包括芯片的制备、待测样本的制备和标记、杂交反应、结果检测和数据处理分析等。
与传统的核酸印迹杂交技术相比，基因芯片具有可信度高、信息量大、操作简单、重复性强以及可以反复利用等诸多优点［4］。
基因芯片技术的四个技术环节芯片的制备主要是原位合成法和直接点样法。
原位合成法适用于寡核苷酸；点样法多用于大片段，有时也用于寡核苷酸。
基因工程在植物育种中的应用
基因工程在植物育种中的应用官玲(GUAN Ling)(莆田学院环境与生命科学系福建莆田351100)摘要：在现代生物技术中，基因工程作为一个重要的部分，已经在生产和生活等多方面起着重要的作用。
不断成熟的基因工程技术它解决了传统育种不能突破的问题，与传统育种方法相比, 基因工程技术具有独特优势可以定向修饰植物的某些目标性状并保留其它原有性状通过引入外来基因扩大基因库。
本文主要综述了基因工程在药用植物和花卉植物育种中的研究状况及对以后的发展现状进行的展望。
关键词：基因工程;植物育种;基因芯片技术;前景展望基因工程是指运用分子生物学技术, 将目的基因或DNA片段通过载体或直接导入受体细胞, 使受体细胞遗传物质重新组合, 经细胞复制增殖, 新的基因在受体细胞中表达, 最后从转化细胞中筛选有价值的新类型, 继而它再生为工程植株, 从而创造新品种的一种定向育种技术。
与传统育种相比, 植物基因工程具有以下特点植物基因工程是在基因水平上来改造植物的遗传物质, 更具有科学性和精确性,同时育种速度也大大加快能定向改造植物的遗传性状, 提高了育种的目的性与可操作性植物基因工程大大地扩展了育种的范围, 打破了物种之间的生殖隔离障碍, 实现了基因在生物界的共用性, 丰富了基因资源及植物品种。
1.基因工程技术在药用植物育种中的应用由于医药事业的快速发展, 野生药材资源已远远不能满足需要, 尤其是许多原料性药用植物资源已面临资源枯竭的威胁, 加之人工驯化和栽培的药用植物物种退化和濒危的问题极为突出。
根据这些中药资源的活性成分、生长规律、生产特性, 运用生物工程技术对其进行保存性研究, 从而保护濒危紧缺的药用植物资源.。
通过遗传转化, 将目的基因（如抗逆、抗病毒、抗虫、抗除草剂等相关基因）导入药用植物以改变传统遗传性状, 培育优良品种, 增强药用植物抗病毒、抗虫害、抗除草剂的能力, 利用植物生产异源蛋白及改变植物质量性状、保护和繁殖濒临灭绝的植物材料[1].1.1优良品种的培育刘建勋等[2]利用PCR 技术克隆出青蒿素生物合成途径中的关键酶基因和东北红豆杉中紫三醇生物合成途径中起限速作用的紫三烯合成酶基因, 该基因cDNA 片段由2586 个核苷酸组成, 将该cDNA 片段导入红豆杉细胞后, 影响紫杉醇含量。
基因芯片数据分析及在植物基因组研究中的应用
收稿日期:2007-12-25作者简介:陈郁,女(1980-)基因芯片数据分析及在植物基因组研究中的应用陈 郁(中国农业大学农学与生物技术学院100094)摘要:基因芯片作为一种新兴的技术手段已经在植物学、动物学、医学和农学等多个研究领域中发挥了重要作用。
本文就基因芯片数据分析的各个环节,包括芯片数据的预处理、归一化、差异基因的判断、聚类分析以及基因芯片在植物功能基因组研究中的应用进行了综述。
关键词:基因芯片;数据分析;基因组中图分类号:Q 943.2文献标识码:A文章编号:1006-8376(2008)01-0033-041 基因芯片的原理基因芯片(G ene Ch i p ,DNA Chip),又称DNA 微阵列(DNA M icroarray ),是指按照预定位置固定在固相载体上很小面积内的千万个核酸分子所组成的微点阵阵列。
在一定条件下,载体上的核酸分子可以与来自样品的序列互补的核酸片段杂交。
如果把样品中的核酸片段进行标记,在专用的芯片阅读仪上就可以检测到杂交信号。
基因芯片技术主要包括四个主要步骤:芯片制备、样品制备、杂交反应、信号检测和结果分析。
基因芯片具有高通量、并行性、微型化和自动化的特点,通过基因芯片上高度集成的DNA 分子微阵列,能够在很短时间内分析整个基因组范围的众多基因表达水平的变化,使人们能够快速准确地获取样品中的生物信息,较之传统研究手段具有极高的检测效率。
2 基因芯片的数据分析随着c DNA 微阵列和寡核苷酸芯片等高通量检测技术的发展,我们可以从全基因组水平定量或定性检测基因转录产物。
通过基因芯片数据分析就能够检测不同条件下的基因转录变化,能够显示反映特征组织类型、发育阶段、环境条件应答、遗传改变的基因谱。
然而由于生物体中的细胞种类繁多,同时基因表达具有时空特异性,因此,基因表达数据与基因组数据相比,要更为复杂,数据量更大,数据的增长速度更快。
所以对基因表达数据的成功分析是获取基因功能和基因表达调控信息的关键,也是基因芯片能够在植物学、动物学、医学和农学等研究领域中广泛应用的重要原因之一。
基因芯片在植物研究中的应用
基因芯片技术及其在植物研究中的应用郭晓琴中州大学，河南郑州 450044摘要：基因芯片是以预先设计的方式把大量DNA探针或基因片段按特定的排列方式固定在硅片、玻璃、塑料或尼龙膜等载体上，形成致密、有序的DNA分子点阵。
具有高通量、微型化、自动化、快速、准确等优点。
基因芯片技术在植物的病原体检测、抗逆性基因表达、转基因的检测、新基因发现、突变基因筛查等方面有广泛的应用。
本文简述了基因芯片的原理、技术特点及其在植物研究方面的应用。
关键词：基因芯片；植物；病原物检测；逆境Gene Chip Technology and Its Application in Plant ResearchGuo Xiao-qinZhongzhou University，Zhengzhou 450044，ChinaAbstrat：Gene chips are pre-designed amounts of DNA probes or gene fragment in a specific arrangement which is fixed to the silicon, glass, plastic or nylon film carrier. With a high-throughput, miniaturization, automation, fast, and accurate. Gene chip technology play a important role in plant pathogen detection, resistance gene expression, transgene detection, discovery of new genes, mutation screening, etc.. This paper introduces the principle of gene chips, the main technical features and its application in plant research.Keywords：gene chip; plant; pathogen detection; stress基因芯片技术是随着人类基因组计划的开展而发展起来的多种学科交叉渗透的高新生物技术。
基因芯片技术及其在植物基因功能研究中的应用
基因芯片技术及其在植物基因功能研究中的应用摘要：基因芯片技术即dna微列阵技术，作为一种高通量快速分析技术，已广泛地应用于植物基因组研究。
本文简要综述了基因芯片的制备及分类、实验设计和数据分析，以及基因芯片在植物胁迫应答基因功能研究中的应用。
关键词：基因工程；基因芯片；植物胁迫应答中图分类号：q789文献标识码：a基因芯片是伴随人类基因组计划而发展起来的一种高新生物技术，具有快速、高效、大规模、高容量、高度并行性等特点，已成为目前国际上生命科学研究的热点之一。
随着植物基因序列数据库迅速增长，基因芯片已成为植物基因组学的主要手段之一。
近几年，采用基因芯片技术进行转基因植物表达谱分析的研究越来越广泛，通过对差异基因生物信息学分析，筛选与植物胁迫应答相关基因，从而深入研究其在植物胁迫应答过程中调控机理。
1基因芯片的概念及分类基因芯片是利用核酸杂交测序（sequencing by hybridization，sbh）原理，在载体表面建立可寻址的高密度dna分子微阵列，通过与标记过的样品核酸序列互补匹配，进行测序与大规模平行检测生物未知基因分子的有关信息。
通过基因芯片技术可大规模、高通量地对成千上万条基因同时进行研究，从而大大加快了基因研究的效率。
基因芯片的种类较多，根据dna微阵列上的核酸序列长度，基因芯片可分为两类：一类是cdna 微阵列；另一类是寡聚核苷酸微阵列。
根据基因芯片所用的载体材料不同，可分为玻璃芯片、硅芯片、膜芯片、陶瓷芯片等；根据基因芯片制备方式不同，可分为原位合成芯片、直接点样芯片、电定位芯片和三维芯片等。
2基因芯片实验设计实验设计是基因芯片实验研究中重要的部分，是芯片数据可靠的前提。
由于基因芯片实验成本昂贵，在进行实验时需严格设计和认真操作。
实验设计中探针筛选、芯片选择、生物学重复次数对试验数据质量都有影响。
基因芯片中荧光实验是利用标记了红色荧光cy5和绿色荧光cy3的两个样品同时与基因芯片进行杂交，基因芯片上每一个点包括了这两种样品中相应mrna的荧光信息，通过比较两者的荧光信号强度计算相对表达量。
基因芯片技术在植物中的应用研究进展
芯片上的生物分子间杂交反应是芯片检测关键的一步。 选择最佳反应条件，以减少生物分子间的错配率，从而获得 最能反映生物本质的信号。影响杂交双链形成的因素包括靶 标浓度、探针浓度、杂交双方的序列组成、盐浓度及温度等。
３．４信号检测与结果分析
荧光标记检测法常用的扫描仪有激光共聚扫描仪和 电荷偶联装置扫描仪。电荷偶联装置扫描仪扫描速度快、 不需要移动Ｘ—Ｙ二维平台，而且价格便宜，但其灵敏度较 低。激光共聚扫描仪具有快速传输高质量图象与数据的 特性，且灵敏度高，是较理想的检测工具。 ４基因芯片技术在植物中的应用
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广东农业科学２０１３年第８期
基因芯片技术在植物中的应用研究进展
刘思言１，沈铖武２，王丕武３
（１．吉林农业大学生命科学学院，吉林长春 吉林长春 １３０１１８；２．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， １３００３３；３．吉林农业大学农学院，吉林长春１３０１１８）
摘要：基因芯片又称ＤＮＡ芯片或生物芯片，是以预先设计好的方式将大量的生物信息密码固定在固相载体上组成的密集 分子阵列，基因芯片的原型是２０世纪８０年代中期提出的，是随着人类基因组计划的进展而发展起来的具有广阔应用前景的生物 技术之一。简述了基因芯片技术的定义、原理、分类、基因芯片的制作流程以及基因芯片技术在植物研究中各个方面的应用，并对 未来的发展前景进行了展望。 关键词：基因芯片：植物；应用 中图分类号：Ｑ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—８７４Ｘ（２０１３）０８—０１３６—０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｇｅｎｅ ｃｈｉｐ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｐｌａｎｔｓ
ＬＩＵ Ｓｉ—ｙａｎｌ．ＳＨＥＮ
Ｃｈｅｎｇ－ｗｕ２，ＷＡＮＧ
基因芯片技术在生物研究中的应用
基因芯片技术在生物研究中的应用生物科技领域的快速发展，使得我们对基因的理解越来越深入。
在这个领域中，基因芯片技术是一项不可或缺的工具，它可以帮助科学家们更深入地了解生命的机理，为疾病的早期诊断和治疗提供有力支持。
什么是基因芯片技术？基因芯片技术是一种高通量的分析技术，可以同时监测数千个基因的表达。
基因芯片数组由许多纵向排列的小晶片组成，每个小晶片有数千个被固定在上面的DNA、RNA或蛋白质探针。
在样品中的RNA或DNA样本经过标记和杂交到芯片上的探针之后，基因芯片通过荧光技术或光学信号对样品进行扫描并进行分析。
通过这样的技术，我们可以得出数千个基因表达或变化的信息，帮助科学家们更好地了解生物体在不同时间点和条件下的反应。
基因芯片技术在医疗领域的应用基因芯片技术的应用在医疗领域尤为重要。
通过芯片分析患者的基因表达谱，人们可以更好地了解疾病的诊断和治疗。
例如，在肿瘤治疗中，通过基因芯片技术进行全基因组表达谱分析，可以确定与肿瘤相关的不同信号通路和基因。
这有助于为每个患者制定个性化的治疗方案，同时也有助于开发更有效的癌症治疗方法。
基因芯片技术还可以用于诊断遗传性疾病。
通过芯片测试，可以检测出导致某些疾病的基因突变，帮助医生更准确地诊断和治疗患者。
除了遗传性疾病，基因芯片技术还可以用于诊断传染病。
例如，基因芯片技术可以检测出多种感染性病毒，如HIV、乙肝、丙肝和艾滋病毒等。
基因芯片技术在农业领域的应用基因芯片技术在农业领域也有着广泛应用。
通过基因芯片技术，可以分析大规模生物材料中的各种生物标记，了解植物或动物基因表达的变化，从而提高生物产品的产量和质量。
例如，在农业领域，基因芯片技术可以检测出杂交种植物的基因组，以确定其产量和品质。
基因芯片技术还可以用于肉类和乳制品生产，以准确地测量肉类和乳制品的脂肪、蛋白质和碳水化合物含量。
此外，基因芯片技术还可以检测食品中的致病微生物和化学物质污染，以保护公众健康。
基因芯片技术在植物病害中的应用
１ １ 基 因芯 片技 术 的 基 本 原 理 与 特 点 ．
位 合成法 或将 已合成好 的一 系列寡核 苷酸 固定在介
质 上 ， 备成高 密度 的寡 核苷 酸阵列 ， 制 寡核苷 酸的长
度 随芯 片用途不 同而不 同 ， 一般 在 ５ ｂ 但 Ｏ ｐ以内 ， 以
８ ５ ｐ为多 ， ～２ ｂ 主要 用 于基 因转 录 情况 分 析 、 ＮＡ Ｄ
基 因芯片是 指高密 度 固定 在玻片 、 硅片 、 陶瓷等
维普资讯
２０ ０ ８年 第 ３期
基 因芯 片技 术在 植 物病 害 中的应 用
魏松红 ， 刘志 恒 ， 明 山， 纪 谷祖 敏 ， 英姿 ， 王 张 杨 ， 祁之秋
（ 阳农 业 大 学 植 物保 护学 院 ， 宁 沈 阳 １０ ６ ） 沈 辽 １１１
基 因芯 片的 主要 特点 是 高通 量 、 型化 和 自动 微
化 ， 以在 １ ｍ 可 的载体 表面 固定 数 以万 计 的探针 分 ｃ
子， 然后对 获得 的信息进 行 同步快 速 的全 自动分 析 。
为代 表 的基 因芯 片技术在 生命科 学各领 域不断 得到
应用 。基 因芯片 技术 已在基 因表 达水 平 分析 、 基 新
固相支 持 介 质 上 的生 物 分 子 （ 核 苷 酸 、Ｄ 寡 ｃ ＮＡ、 基
因组 Ｄ ＮＡ 等 ） 的微阵列 ， 专 门用 于核 酸检 测 的生 是
植物基因芯片的开发与应用研究
植物基因芯片的开发与应用研究随着基因科技不断发展，植物基因芯片的开发与应用越来越被广泛关注。
植物基因芯片是一种高通量的分子生物学工具，它能够帮助科学家深入研究基因、转录组、蛋白质和代谢物等方面，从而更好地理解植物的生长发育机理和适应性等生理特性。
本文将着重探讨植物基因芯片的开发现状、应用研究以及未来发展方向。
一、植物基因芯片的研究现状植物基因芯片的运作原理是将小分子的DNA探针固定于玻璃芯片上，将待检测的RNA或cDNA与DNA探针杂交并标记。
通过对标记的目标分子进行扫描仪检测，最终得到借助信息计算机分析得到的数据结果。
与传统的单基因研究方法相比，植物基因芯片具有高通量、高效率、高精度、低成本等优势。
不同类别的芯片可以针对不同类型的研究问题，包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等。
目前，国内外已经研制出了多种类型的植物基因芯片，如花生、水稻、玉米、拟南芥、葡萄和橄榄等芯片。
二、植物基因芯片在生产研究中的应用1.基因鉴定植物基因芯片可以帮助科学家快速、准确地对植物的基因进行鉴定，从而为遗传改良提供数据支持。
例如在水稻的抗逆性研究中，科学家利用芯片技术探测了抗旱、抗盐和抗硒基因。
同时还可以针对病害、昆虫等抗性基因进行研究，从而实现植物的抗病、抗虫等的遗传改良。
2.转录组芯片转录组芯片能够帮助科学家全面、快速地分析某个时间点或某个生长阶段植物的基因表达谱，从而深入了解植物的生长发育机理和适应性等生理特性。
例如科学家利用转录组芯片在拟南芥中发现了与花期控制有关的基因，并通过转基因技术改变了植物的花期。
3.蛋白质组芯片蛋白质组芯片是通过利用芯片上抗体或活性蛋白捕获植物中的蛋白质，以便于高通量、高灵敏的筛选、鉴别和测定。
例如，在绿色植物细胞中，科学家通过基于磷酸化的蛋白芯片鉴别和筛选了大量的磷酸酪氨酸蛋白激酶。
4.代谢组学芯片代谢组学芯片能够对细胞的代谢产物进行分析和鉴定，从而探讨细胞内各种代谢通路。
基因芯片及其在疾病检测中的作用
１９ ９６年 ， 国 Ａ ｖ ｔｘ生 物 公 司 制造 出 世 界 上 美 ｆｍｅｉ ｒ
的探针设计和分析软件筛选后 ， Ｄ Ａ合成仪人 工合 用 Ｎ
载体上 ， 形成的致密 、 有序 的 Ｄ Ａ分子点阵， Ｎ 因固相载 体常 用硅 玻片 或硅 芯 片 ， 称 之 为基 因芯 片 ＿ 。基 因 故 ２ Ｊ
芯 片技 术 的基本 原 理是分 子 生物学 中的核酸 分子 原位
成 ；Ｄ Ａ芯片是通过逆转 录获 得基因的编码 区片段 ｃＮ
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现代诊 断与治疗
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黄 莉 （ 南昌市男科医院， 江西 南昌 ３００ ） ３０ １
Ｇｅ ｅ Ｃｈ ｐ ｎ ｔ ｕ ｃ ｉｎ ｉ ｓ ａ ｅ Ｄｅ ｅ ｔ ｎ ｎ ｉ ｓａ ｄ Ｉｓ Ｆ ｎ ｔ ｎ Ｄｉｅ ｓ ｔ ｃｉ ｏ ｏ
ｐ ａ ｔｃ ｏ ｙｏ ｔ ｐ ｃ ｆ ｒａ ｅ ｎ ． ｎ ｈｉｓ ｐ ａ ｎ ｉ ｏ ｔｎ ｏ ｅ ｉ ｅ ｅ ｍａ ｐｉ ＤＮＡ ｅ ｕ ｎ ｌｓｉ ｒｎ ｌ ｎ ｗｉ ａ ｓ ｅ ｉ ｃ ａｒ ｎｇ ｍｅ ｔ Ｇｅ ｅ ｃ ｐ ｌｙ ａ ｍｐ ｒａ ｔｒ ｌ ｎ ｇ ｎ ｐ ｎｇ， ｈ ｉ ｓｑ ｅ —
分 为寡 核苷 酸芯 片 、Ｄ Ａ 芯 片 、Ｃ 扩增 子 探针 芯片 ｃＮ ＰＲ 等 。寡 核苷 酸 芯片探 针长 度较 短 ， 般 为几 十个碱 基 ， 一 此类 芯片探 针是 通 过采 集 已知 基 因 组 序列 ， 经过 特 殊
基因芯片的具体原理及应用
基因芯片的具体原理及应用1. 概述基因芯片是一种用于研究基因表达和基因变异的技术。
其具体原理是将大量的DNA探针固定在玻璃芯片或硅芯片上，在芯片上形成互不重叠的固定探针阵列。
这些固定的DNA探针可以与待测样本中的DNA进行特异性杂交，从而实现对基因表达水平和基因变异的测定。
2. 基因芯片的工作原理基因芯片的工作原理可以分为以下几个步骤:2.1 样品准备样品准备是基因芯片实验的第一步。
样品可以是RNA，DNA或蛋白质等。
样品需要经过提取、纯化和标记等处理步骤，以保证样品的质量和可靠性。
2.2 杂交反应在杂交反应中，待测样品中的RNA或DNA与基因芯片上固定的DNA探针进行特异性结合。
这个过程一般在液相中进行，并且需要一定的时间和温度，以保证杂交的充分性和特异性。
2.3 洗涤和检测在杂交反应之后，芯片需要经过一系列洗涤步骤，以去除非特异性结合的RNA或DNA。
然后，使用荧光标记的二次探针或其他检测方法对芯片上的信号进行检测。
通过检测芯片上的荧光强度或信号强度，可以获得每个探针的信号强度，从而得到基因表达水平或基因变异的信息。
2.4 数据分析通过对芯片上的信号强度进行数学统计分析，可以获得基因表达水平或基因变异的数据。
这些数据可以进一步通过生物信息学分析和统计学方法进行解读和比较，以挖掘潜在的生物学机制和生物标志物等。
3. 基因芯片的应用基因芯片在生物医学研究、药物研发和临床诊断等领域有着广泛的应用。
3.1 基因表达研究基因芯片可以用于研究不同组织、不同时间点或不同病理状态下的基因表达水平变化。
这对于理解基因调控网络、疾病机制的研究以及生物标志物的发现都具有重要意义。
3.2 基因变异检测基因芯片可以用于检测基因突变、SNP（Single Nucleotide Polymorphism）、DNA重排等基因变异的情况。
这对于遗传病的诊断、个体化医疗的实现以及药物敏感性的预测等都具有重要意义。
3.3 药物筛选和研发基因芯片可以用于筛选和评估潜在药物的效果和副作用。
植物生长芯片技术在研究中的应用
植物生长芯片技术在研究中的应用农业领域是植物生长芯片技术的主要应用之一、随着人口的增长和对食物需求的增加，农业生产面临了巨大的挑战。
植物生长芯片技术可以通过监测土壤中的营养元素和水分含量，以及植物的生长状态，来实现精确施肥和浇水。
这有助于提高农作物的产量和质量，并减少对化肥和水资源的需求。
部分研究还通过植物生长芯片技术实现了定量监测农药和化学物质的残留量，从而提高食品安全。
园艺领域也可以借助植物生长芯片技术实现更高产量和质量的植物品种的培育。
通过监测不同环境条件下植物的生长情况，可以筛选出适应特定生长条件的优良品种。
植物生长芯片技术还可以监测植物的生理状态，如叶片的光合作用速率、叶绿素含量等，从而优化植物的生长环境和管理方式，提高园艺植物的产量和质量。
植物生长芯片技术在环境保护方面也有广泛应用。
污染物对植物生长的不良影响是环境污染的一个重要指标。
植物生长芯片技术可以通过监测植物的生长状态和生理指标，如根长、叶面积、叶绿素含量等，来评估环境污染对植物的影响程度。
这有助于监测和预警环境污染状况，并采取适当的环境保护措施。
此外，植物生长芯片技术还可以用于学术研究和教育。
科学家可以利用植物生长芯片技术，实时监测植物的生长情况和生理指标，以研究植物的生长规律和生理过程。
这对于揭示植物的生长机理和发展新型的植物生长调控方法非常重要。
在教育方面，植物生长芯片技术可以在课堂上提供生动的实践教学内容。
学生可以通过植物生长芯片，观察和体验植物的生长过程，培养对植物生长的兴趣和理解。
尽管植物生长芯片技术在多个领域具有广泛的应用前景，但仍然存在一些挑战和障碍需要解决。
首先，植物生长芯片技术在设计和制造方面的成本较高，限制了其大规模应用。
其次，植物生长过程的复杂性和多样性使得芯片的设计和数据的解读变得困难。
此外，植物生长芯片技术需要建立可靠的数据分析和处理方法，以提取有用的信息并进行准确的决策。
综上所述，植物生长芯片技术在农业、园艺、环境保护和教育等多个领域都有广泛的应用前景。
生物芯片技术在农业科学中的应用
生物芯片技术在农业科学中的应用随着生物科学和信息技术的发展，生物芯片技术得到了快速发展，被广泛应用于生命科学领域的基础研究、临床检测、医学诊断和药物研发等方面。
不仅如此，生物芯片技术还在农业科学领域中发挥重大作用，对农业产业的发展和农业生产的提高起到了积极推动作用。
生物芯片技术是一种以微电子学为基础的高科技技术，其核心就是微芯片和分子生物学的结合。
生物芯片技术具有快速、灵敏、高通量、高灵敏度和低成本等特点。
这种技术可以大规模、高效率地筛选物种基因组、分析基因表达谱、基因型分型和基因突变等关键信息，实现生物体分子水平的全面分析。
在农业科学领域中，生物芯片技术有以下用途：一、植物基因组学研究生物芯片技术可以用于大规模测定和分析植物基因组信息，为植物基因组学研究提供技术支持。
利用生物芯片技术可以对植物基因组进行全面的研究，分析其基因型和表达谱，研究其遗传特性、进化历程和分子机制，为育种、生产和保护提供重要的信息支持。
比如，生物芯片技术可以帮助研究植物逆境耐受性基因和关键转录因子对环境逆境响应的调控作用，从而为植物品种创新和逆境生产提供科学依据。
二、病毒检测和疫苗研发生物芯片技术可以用于病毒检测和疫苗研发。
在农业生产中，许多病毒和疾病对农业生产造成了严重的危害。
生物芯片技术可以帮助检测和鉴定农业生产中的各种病毒和病原微生物，发现病害病原体的新变异和新类型，快速判断病害类型和严重程度，为农业生产提供精准的检测和防治方案。
同时，生物芯片技术还可以用于病毒疫苗研发，针对特定的病毒或病害，开发出相应的疫苗应对。
三、饲料和畜牧业研究生物芯片技术可以应用于饲料和畜牧业研究中，分析和评价植物和动物基因组信息，研究其遗传特性和分子机制，为育种和产品开发提供重要支持。
比如，利用生物芯片技术可以进行猪、鸡、牛、羊等畜禽动物的基因型分析、表达谱分析、疾病抗性分析等，从而找到优良品种和基因资源，提高畜牧品质和农产品竞争力。
四、土壤和环境监测生物芯片技术可以用于土壤和环境监测。
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基因芯片及其在植物病原物检测中的应用
摘要:基因芯片是近年来发展起来的一项新兴技术，是把大量DNA探针或基因片段按特定的排列方式固定在硅片、玻璃、塑料或尼龙膜等载体上，形成致密、有序的DNA分子点阵，在基因定位、DNA测序、突变检测、基因筛选、基因诊断和发现新基因等方面起着重要的作用。
基因芯片技术已广泛应用于病原物检测，在植物病害预测和防治中起着重要的作用。
关键词:基因芯片; 病原物检测
1996年，美国Affvmetrix生物公司制造出世界上第一块商业化的基因芯片(Gene chips)，由此掀起了基因芯片研究热潮。
基因芯片被迅速而广泛地应用于生命科学与医学的各领域，被誉为继大规模集成电路后又一次意义深远的科技革命[1]。
随着基因芯片技术的不断发展，其在生命科学和医学中的研究领域中的应用几乎是全方位的，包括基因定位、DNA测序、突变检测、基因筛选、基因诊断和发现新基因等［2］。
本文仅叙述基因芯片原理已经基因芯片在植物病原物检测中的作用。
基因芯片的基本原理
基因芯片，又称DNA芯片(DNA chips)，属于生物芯片(bio-chip)中的一种，是综合微电子学、物理学、化学及生物学等高新技术，把大量DNA探针或基因片段按特定的排列方式固定在硅片、玻璃、塑料或尼龙膜等载体上，形成的致密、有序的DNA分子点阵，因固相载体常用硅玻片或硅芯片，故称之为基因芯片［3］。
基因芯片技术的基本原理是分子生物学中的核酸分子原位杂交技术:将短链核酸分子固定在固相载体上作为探针，待分析样品经过标记后与固定在芯片上的探针杂交。
其技术流程主要包括芯片的制备、待测样本的制备和标记、杂交反应、结果检测和数据处理分析等。
与传统的核酸印迹杂交技术相比，基因芯片具有可信度高、信息量大、操作简单、重复性强以及可以反复利用等诸多优点［4］。
基因芯片技术的四个技术环节
芯片的制备
主要是原位合成法和直接点样法。
原位合成法适用于寡核苷酸；点样法多用于大片段，有时也用于寡核苷酸。
原位合成法包括光导合成法和压电合成法。
其优点是反应量大，探针的密度高并且可以和其他芯片制备方法结合使用，该方法的缺点是探针的长度较短，一般为20-50bp。
点样法包括接触式点样和非接触式点样又称喷墨式打印。
因点样法成本高，故适用于芯片上需要同一探针或是探针是长链DNA。
样品制备与标记
从待检细胞或组织中分离出DAN或RNA，经逆转录、PCR扩增、末端标记等操作，标记主要有荧光标记，生物素或同位素标记、现在常用荧光素标记，以提高检测的灵敏度和使用者的安全性。
杂交反应
属于固－液相反相杂交，探针分子固定于芯片表面，与液相的靶分子进行反应。
但杂交条件的选择需考虑多方面的因素，如杂交反应体系中盐浓度、探针GC含量和所带电荷、探针与芯片之间连接臂的长度及种类、检测基因的二级结构的影响。
由于基因芯片影响因素很多，所以要合理设置异种核酸平行实验、核酸质量、检测对照、封闭对照、归整化对照，以保证结果的准确性和重复性。
信号检测和分析
常用的荧光标记法使用激光共聚集荧光扫描仪进行信号检测。
激光共聚焦扫描仪的激光光源可产生激发不同荧光染料的光，当探针与待测核酸完全正常配对时的荧光信号强度是具有单个或2个错配碱基探针的5~35倍，而且荧光信号的强度还与样品中靶分子的含量呈一定的线性关系。
新发展的纳米金标记，通过银放大后可直接用肉眼观察，具有非常好的灵敏度（超过荧光标记法100倍）和特异性。
基因芯片在植物病毒检测中的应用
目前对植物病毒的检测、鉴定虽然有一些方法，如电镜、ELISA、PCR技术等，但每次试验只能针对1种病原菌进行检测。
近年来发展的基因芯片技术是一种高效、快速并可同时测定基因组成千上万个基因活动的新方法，该技术的原理是将大量DNA探针片段有序地固化于支持物表面，然后与已标记的生物样品中DNA分子杂交，再对杂交信号进行检测分析，从而识别样品中存在的特异性核酸序列［5］。
它最大的优点在于高通量、并行化和微型化，在基因芯片上，单位面积可以高密度排列大量的生物探针，1次试验就可以同时分析多种生物靶点，其效率远远高于传统检测手段。
基因芯片检测技术在植物病毒检测中也有很多探索和应用:Lee等［6］设计了一种芯片可以检测和区别4种感染葫芦科植物的烟草花叶病毒组成员，Abdullah 等［7］应用该技术成功检测了马铃薯A病毒(PV A)等12种病毒，马新颖等［8］建立了黄瓜花叶病毒、烟草花叶病毒、木槿褪绿环斑病毒等10种植物病毒的基因芯片检测方法。
本研究结合RT-PCR，制备了用于检测CMV、TMV和PVY 3种植物病毒的基因芯片，以期为病毒病的防治提供一种简单、快速、准确的理想方法。
基因芯片在黄单胞菌检测中的应用
目前对黄单胞菌的分子生物学检测大多基于PCR技术。
这些方法存在易污染、灵敏度低,而且每次只能检测一种致病菌等不足。
基因芯片技术是近年发展起来的高新生物技术,可以对多种靶基因同时检测和鉴定,以其高通量、快速、多靶标等优势得到广泛的应用[9]。
龙海[10]等结合双重PCR和基因芯片技术同时检测和鉴定我国检疫性细菌,包括水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)、水稻细菌性条斑病菌(X.oryzaepv.oryzicola,Xooc)、柑桔溃疡病菌(X.axonopodispv.citri,Xac)以及严重危害十字花科作物的甘蓝黑腐病菌(Xanthomonas campestrispv.campestris,Xcc)。
以铁载体受体(Putative siderophore receptor)基因序列和RNA多聚酶西格玛因子(RNA polymerase sigma factor, rpoD)基因序列为靶标,设计引物和特异性探针能够
同时检测这4种重要的病原菌。
对17个细菌菌株进行芯片检测,仅4种靶标菌得到阳性结果,证明此方法具有很高的特异性。
4种致病菌基因组DNA的检测灵敏度约为3 pg。
基因芯片在植原体检测中的应用
植物植原体(phytoplasma)病害是一类危害严重的植物病害,其侵染性强,危害寄主广泛,曾造成许多经济作物、林木的大量死亡,带来严重的经济损失,如我国发生的泡桐丛枝病、枣疯病就是典型的例子。
目前世界各地先后报道的植原体病害达700多种,我国也报道了100余种。
因而及早发现感病植物中植原体的存在,及早采取相应的措施,将带毒植物予以铲除,杜绝侵染来源,对该类病害的防治具有重要意义。
但由于植原体在体外不能人工培养,长期以来主要依靠生物学、电镜观察、抗生素试验相结合的传统方法进行检测。
自80年代以来,出现了血清学检测和多种分子生物学检测方法,主要有基于16S rRNA、23S rRNA以及核糖体蛋白基因rp序列的分析,建立限制性片段长度多态性分析(RFLP)、核酸杂交、PCR等检测方法。
随着上述检测方法的不断改进,其准确性、灵敏性均有所提高。
但这些方法大多都难以实现高通量检测。
近年来,基因芯片检测技术已用于检测植物植原体。
罗焕亮[11]等通过分析比对11种检疫性植原体的16S rDNA序列,设计了通用引物以及种间特异性探针,并建立了植原体基因芯片检测技术,实现了高通量检测植原体病原,提升了检疫鉴定植原体的速度。
参考文献
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［7］Abdullahi I，Koerbler M．The 18S rDNA sequence of Synchytrium endobioticum and it's utility in microarrays for the simultaneous detection of fungal and viral patho-gens of potato．Applied Microbiology Biotechnology，2005，68:368－375．
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[11]罗焕亮,张丽君,胡小华等.植原体检测基因芯片制备及其初步应用.植物检疫，
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