分子遗传学-植物基因组学

项目 遗传背景
速度 费用 计算机性能 适用范围 代表测序物种
策略
全基因组霰弹法
逐步克隆法
不需要 快
需要（需构建精确的物理 图谱）
慢
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
低
高
高（以全基因组为单位进行拼 接）
工作框架图
低（以BAC为单位进行拼 接）
精细图
果蝇、水稻
人、线虫、玉米
The sequencing explosion
Milestones of Sequencing Technologies
Whole-genome shotgun (全基因组霰弹法 )
逐步克隆法（Clone by Clone）
基因组DNA
BAC文库
根据物理图谱 正确定位的BAC 或contig
用于霰弹法测 序的候选克隆
用于霰弹法测序 的亚克隆
测序并组装 ………ATGCCGTAGGCCTAGC TAGGCCTAGCTCGGA……
What is gene? How gene expresses?
DNA is the genetic material DNA Components DNA Structure DNA Replication Transcription Translation Gene Structure
Plant Genomics
Mapping 作图
Sequencing 测序
Assemble 组装
Genetic Physical map map
遗传图 物理图
Map-based Random sequencing sequencing 图谱测序 随机测序
Framework mapping 骨架图
Gap mapping 空隙填图
Coordinating 整合
Correcting 校正
Draft and completed sequence
草图与精图
Physical map (物理图谱) is a map that shows the real positions of various genes or markers or DNA sequences on a genome (bp, kb, Mb).
What is genomics? The history of genomics How to study the genomics?
Molecular markers Libraries Sequencing
Characterization of genome
How to study genomics?
Insert size (kb) 15 25-35 40-50 70-100 130-150 120-300 250-2000
Construction of BAC library
NotI, SacI
~200-kb DNA fragments by pulsed field gel electrophoresis
中国农业大学国家玉米改良中心 National Maize Improvement Center of China, CAU
植物基因组学Ⅱ Plant Genomics
杨小红 yxiaohong@cau.edu.cn
绪论 Introduction of Molecular Genetics
What is Molecular Genetics? History of Molecular Genetics The Molecular Basis of Genetics
完整的基因
组序列 ………ATGCCGTAGGCCTAGCTCGGA……
全基因组霰弹法（Whole Genome Shotgun)
基因组DNA
霰弹法克隆
测序并进行全基 因组序列组装
完整的基因 组序列
Comparison of two genome-wide sequencing strategies
BAC文库插入片段大小和空载率的检测
评价BAC文库的质量
插入片段大小 基因组的覆盖率 线粒体和叶绿体DNA的污染 筛选基因的概率
N = ln(1 − p)/ ln(1 − f )
N: 代表一个完全基因组文库所应该包含的重组克隆数 P: 表示所希望的目的基因在文库中出现的概率 F：表示重组克隆平均插入片段的大小和基因组DNA大小的比值
B73 reference sequence
Protocol for physical mapping
Chromosomes BAC
Fingerprint Contig
Integrated map
Libraries
DNA library cDNA library Full-length cDNA EST
Clones with foreign DNA fragment
Purification and ligation
Electrotransformation
Culture
Case: Construction of Maize BAC library
DNA梯度酶切的脉 冲电泳结果
DNA回收片段脉冲 电泳的大小检测
Sequencing-technology
1st generation sequencing（一代测序技术）
Sanger sequencing
2nd generation sequencing（二代测序技术）
Solid Solexa 454 GAⅡ Hiseq2500, Hiseq3000, Hiseq4000
Genomic library
Vector type plasmids Phage lambda (λ) Cosmids Bacteriophage P1 P1 artificial chromosome (PAC) Bacterial artificial chromosome (BAC) Yeast artificial chromosome (YAC)
Construction of cDNA library
Case: Construction of Maize cDNA library
总RNA
cDNA文库插入片段大小和空载率的检测
Two strategies of genome-wide sequencing
Clone by clone (逐步克隆法)