2-植物细胞核基因组

十余种模式生物(如大肠杆菌、酿酒酵母、线 虫、果蝇、拟南芥、小立宛藓等)和水稻、人 类的全基因序列测定工作已基本完成。 基因组学（genomics）、结构基因组学 （structural genomics）、功能基因组学 （functional genomics）、蛋白质组 （proteome）和蛋白质组学（proteomics）
功能基因组学（functional genomics)：以 基因功能鉴定为目标，又被称为后基因组 （postgenome）研究。
研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。基因的功能包 括：生物学功能，如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰；细 胞学功能，如参与细胞间和细胞内信号传递途径；发育上功能，如参与 形态建成等。采用的手段包括经典的减法杂交，差示筛选，cDNA代表差 异分析以及mRNA差异显示等，但这些技术不能对基因进行全面系统的 分析，新的技术应运而生，包括基因表达的系统分析（serial analysis of gene expression,SAGE），cDNA微阵列（cDNA microarray）， DNA 芯片（DNA chip）和序列标志片段显示（sequence tagged fragments display，20th ICG德国柏林）技术、微流控芯片实验室等。
第一章 植物细胞核基因组
Genome (基因组): all DNA sequences in a cell
核基因组: 局限在核内的基因组 Gene (基因): a stretch of continuous DNA sequence encoding a protein or RNA
基因组计划：指的是以整个基因组为对象的研
Range of genome size in different phyla
各种生物细胞内DNA总量的比较
C值（ C-value ）：
通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。
在真核生物中，C值一般是随生物进化而增加的， 高等生物的C值一般大于低等生物。
C-value is the quantity of DNA in the genome (per haploid set of chromosomes). C-value paradox (C值矛盾) refers to the lack of a correlation between genome size and genetic complexity
究。例如，水稻基因组计划的研究对象，就是总长为 4.3亿个核苷酸的全部12条染色体。由于研究对象涉 及生命体的全部遗传信息，因此也有人称这类研究为 全生物学研究(complete biology)。此项研究的工作 量特别庞大，体系极其复杂，并涉及多种学科，如分 子生物学、遗传学、计算机科学等。长期以来，人们 就知道基因组计划的重要性，但这类研究1990年初才 真正开始，那就是美国的人类基因组计划。因为相关 的科学技术到这一阶段才开始在总体上成熟，使科学 家能够着手进行基因组计划。
如果同一条染色体上的两个基因相对距离越长， 那么他们减数分裂发生重组的概率将越大，共同遗 传的概率也就越小。因此可以根据他们后代性状的 分离可以判断他们的交换率，也就可以判断他们在 遗传图谱上的相对距离。
遗传图谱可以对很多的遗传病进行分析.
物理图谱：
物理图谱是利用限制性内切酶将染色体切成片段，再 根据重叠序列确定片段间连接顺序，以及遗传标志之 间物理距离［碱基对(bp) 或千碱基(kb)或兆碱基 (Mb)］的图谱。
结构基因组学(structural genomics)是基因组 学的一个重要组成部分和研究领域,它是一门 通过基因作图、核苷酸序列分析确定基因组 成、基因定位的科学。染色体不能直接用来 测序,必须将基因组这一巨大的研究对象进行 分解,使之成为较易操作的小的结构区域,这个 过程就是基因作图;根据使用的标志和手段不 同 ,作图有4种类型,即构建生物体基因组高分 辨率的遗传图、物理图谱、序列图以及转录 图谱。
基因组计划基本上可分为三项内容：
构建基因组的遗传图； 构建基因组的物理图； 测定基因组的DNA全序列。
这三者之间都有一定的关联，各自研究的进程 和结果，又都可促进相关应用科学的发展。
遗传图谱：
定义：某一物种的染色体图谱（也就是我们所知的 连锁图谱），显示所知的基因和/或遗传标记的相对 位置，而不是在每条染色体上特殊的物理位置。
蛋白质组学（Proteomics）一词，源于 蛋白质（protein）与 基因组学 （genomics）两个词的组合，意指“一 种基因组所表达的全套蛋白质”，即包 括一种细胞乃至一种生物所表达的全部 蛋白质。
一、植物核基因组大小
1.核基因组大小的差异
研究方法： 孚尔根染色显微光密度测定法 DNA复性动力学 核体积测定 流式细胞计量术 不同植物的核基因组大小差异可达上千倍之多。 已知的最小植物基因组是拟南芥基因组，只有 125Mb；最大的基因组之一是百合科的贝母属的 Fritillaria assyriaca，其大小为100 000Mb。
结构基因组学（structural genomics） ：是一门 研究生物中所有的蛋白质结构。主要利用实验 方式(X-射线晶体衍射、核磁共振质谱)或计算 方式(Homology Modeling)。和传统结构生物 学不同的是，利用结构基因组学方法测定蛋白 质结构时通常知道蛋白质的功用。这令科学家 创立了结构生物资讯学—利用三维结构来估计 蛋白质功用。结构基因组学重视快速、大量 (high throughput) 的蛋白质结构测定。
C值反常现象
（C-value paradox）
C值往往与种系进Fra Baidu bibliotek的复杂程度不一致， 某些低等生物却具有较大的C值。
2.复性动力学和基因组的不同序列组成
复性动力学-认识基因组DNA的复杂性
变性 复性 退火（anneal） C0t值：单链DNA浓度（ C0）和反应培育时间（ t）的乘积。 C0t1/2值：值越大，表明达到复性一半所需的时间越长，复性 反应越慢。