林木分子育种研究的基因组学信息资源述评

分子育种是指利用与性状相关的DNA标记进行选育,也称标记辅助选择或标记辅助育种,广义上还包括基因工程育种和基因组学辅助育种。林木分子育种为早期选择和加速育种提供了极具潜力的高效手段。笔者对林木分子育种研究的基因组学信息资源进行了进展综述和前景展望。近30年来,林木分子标记技术从早期的低通量方法发展到目前基于微阵列芯片和新一代测序的高通量技术,如测序分型、转录组测序、重测序、扩增子测序和外显子组测序等,并广泛用于连锁作图、关联分析和基因组选择等林木性状相关的DNA变异检测研究。随着2006年毛果杨基因组序列的发表,已有50余个树种完成了基因组测序。基于连锁作图和关联研究检测了林木10余个属生长、材性和抗逆及非木质产品品质等性状相关的大量基因组位点,主要趋势表现为：① 表型广泛,涵盖经济性状、生理指标和代谢成分等;②标记数量成千上万甚至上百万,覆盖全基因组;③转录组和降解组等多组学的分子变异开始应用;④ 利用大群体以提高位点检测的精度;⑤ 重视环境的影响,大田试验设置多个地点,解析QTL与环境、年份的互作效应;⑥ 结合参考基因组序列和/或转录组差异表达基因进一步挖掘性状相关的候选基因,建立了桉属、松属和云杉属等主要造林树种的基因组选择模型。此外,积累了泛基因组、相关软件和算法、功能基因、基因组编辑技术及网站和数据库等其他信息资源。林木分子育种面临的挑战主要包括：① 如何获得稳定性好的性状相关基因组位点和基因组选择（GS）模型;② 缺乏自动化、无损和高通量的表型测定技术;③对大基因组的针叶树和一些多倍体树种,仍难获得高质量的基因组序列;④ 标记辅助选择增加了常规育种之外的费用,且存在不确定性;⑤多数树种的加速育种仍较困难。后基因组时代的林木分子育种将有效结合到常规育种程序中,显著促进遗传增益的提高。     

高通量蛋白表达和纯化

随着全基因组测序技术日新月异的发展,科研人员现在可以很快捷的获得一种生物编码的所有蛋白的信息,这使得我们可以在细胞水平甚至生物体水平上研究蛋白结构、功能和蛋白质间相互作用。众多学科从中获益,从结构生物学、功能基因组学到药物发现等多个领域都将因此而获得长足的发展。     

利用比较基因组学方法预测短小芽孢杆菌转录调控网络

为探讨短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)的基因调控关系,通过在其亲缘关系最近的模式菌——枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中寻找同源转录因子及其调控基因的方式,预测出B.pumilus的候选转录调控网络;并利用转录因子绑定位点的位置权重矩阵(Positional Weight Matrix)在B.pumilus全基因组的基因上游区域扫描motif的方式来验证候选转录调控网络;最后再整合其他B.pumilus专属的调控数据,最终形成一个较完备的B.pumilus基因转录调控网络（包含195个转录因子和1201个受控基因）.上述结果表明,在细菌中,利用比较基因组学的方法,以一个被广泛研究的模式生物所积累的基因转录调控关系数据为基础,推测出亲缘关系较近的其他物种的基因调控网络,其结果是可靠的,为探索一些尚不具备大规模基因表达芯片数据的物种的基因调控网络提供了一种可行的方法.     

T-DNA标签技术及其在植物功能基因组研究中的应用

综述了T—DNA转移和整合机理的研究进展,植物T—DNA标签的种类和特点及其在功能基因组研究中的应用。     

马克斯克鲁维酵母FIM1基因组分析

马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)是一种富有潜力的新型细胞工厂宿主菌。K.marxianus FIM1(CGMCC No.10621)基因组组装与注释已于2019年完成并在NCBI上公布(GCA＿001854445.2),但在应用该基因组信息时发现其仍不完善。所以本研究使用重测序的DNA-seq数据校验了K.marxianus FIM1的基因组序列,随后补充了K.marxianus FIM1的注释,并使用比较基因组学的方法进一步完善了K.marxianus FIM1的基因组信息。根据重测序比对结果,删除了测序数据无法覆盖的位点61处,共4 910 bp。K.marxianus FIM1新序列总长为10 909 543 bp,可覆盖酵母目保守基因库中99.5%的基因。同时对K.marxianus FIM1的非编码RNA、次级代谢产物基因簇的也进行了补充注释。进一步,我们使用基因组共线性分析的方法分析了K.marxianus FIM1在物种分化过程中基因排列顺序保守的区域,并将K.marxianus FIM1与NCBI公布的11株K.marxianus进行了...     

“托”显本色

“托”显本色版块中的案例集，是本刊记者组一线走访我省科技服务典型机构所采写的。案例记录下这些科技服务机构中的翘楚们服务企业科技创新、助力产业转型升级、提升区域产业竞争力的创新创业故事，并对他们在尽显本色的科技服务中所秉持的创新模式与服务理念进行了梳理和呈现。在这些案例中，有在国际上已声名显赫的基因组学研究巨擘华大基因；也有肩负使命、以全新机制体制崭露头角的华南新药创制中心；还有分支网络遍布全国十多个省份，致力打造金牌科技顾问的博士科技；更有立足基层、服务专业镇企业的中国中山（灯饰）知识产权快速维权中心……     

基因组学北京市重点实验室在京揭牌

基因组学北京市重点实验室2011年12月5日在京揭牌,实验室主要工作如下：     

北京诺赛基因组研究中心有限公司

作为中国最大的以基因组学为基础的生物科技公司之一，北京诺赛基因组研究中心有限公司成立于1998年9月，由北京生物技术和新医药产业促进中心与北京博大科技投资开发有限公司投资，中国医学科学院、中国协和医科大学、北京大学、中国科学院、军事医学科学院等单位参与组建。1998年1O月，国家科技部批准在诺赛基因的基础上成立国家人类基因组北方研究中心，作为国家级研究基地。     

生物基因组测序发展现状和对策建议

生物信息的序列化,是生命科学进入21世纪的划时代里程碑,也是生命科学走向成熟的一个阶段性标志.生物基因组全序列的测定对于科学家从整个基因组规模深刻认识、研究物种,阐明基因的结构与功能关系,细胞的发育、生长、分化的分子机理,疾病发生的机理,利用有利基因加速定向改良和培育生物新品种等发挥巨大作用.     

抗生素抗性组学研究进展

抗生素抗性问题已成为当前国际上的研究热点之一.对抗生素抗性组学的内涵、研究意义及国内外研究进展进行了综述,并论述了宏基因组学技术在抗性组学研究方面的应用,这有助于促进国内开展相关方面的研究.