茶叶生物技术PPT课件（共7单元）06第六章茶树基因组学.pptVIP

第6章 茶树基因组学 基因组是指生物体所具有的携带遗传信息的遗传物质的总和，包括所有的基因和基因间序列。 1986年，美国科学家 Thomas Roderick 提出了基因组学(Genomics)的概念，是指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录本图谱) ，核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一门科学。人类基因组计划实施以来，基因组学研究发展迅速，已经成为生命科学研究的核心热点。 结构基因组学(Structural Genomics)是指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。 功能基因组学(Functional genomics)又被称为后基因组学(Post genomics)，它是利用结构基因组学提供的信息和产物，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向对多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。 比较基因组学(Comparative Genomics)是基于基因组图谱和测序基础之上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。 2017年，中国科学院昆明植物所高立志研究团队获得了栽培茶树大叶种云抗10号约3.02Gbp的高质量基因组参考序列。 2018年，安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室宛晓春团队测得茶树二倍体品种“舒茶早”的基因组大小约为3.0G bp。 茶树基因组研究 1980年，噬菌体 φ-X174（5368 bp）完全测序，成为第一个被测定的基因组。 1995年，嗜血流感菌（Haemophilus influenzae，1.8 Mb）测序完成，是第一个测定的自由生活物种。从这时起，基因组测序工作迅速展开。 1996年，酵母菌基因组测序完成。 1998年12月，线虫完整基因组测序。 2000年3月，果蝇的基因组测序。 2001年12月，拟南芥基因组的完整图谱测序完成。 2001年，人类基因组计划公布了人类基因组草图，为基因组学研究揭开新的一页。 2002年4月，我国完成超级杂交稻基因组的测序。 目前已完成全基因组序列测定的植物主要分为三大类：模式植物、农作物和其他经济作物等。模式植物主要有拟南芥等；农作物和经济作物有：水稻、玉米、大豆、甘蓝、白菜、高粱、黄瓜、西瓜、马铃薯、番茄、拟南芥、杨树、麻风树、苹果、桃、葡萄、花生等；另外还有药用植物或真菌类等，例如灵芝、茯苓等。 研究基因组学的意义有：（1）确定物种特有的基因序列；（2）研究物种的遗传多样；（3）研究物种的起源及系统进化；（4）进行新基因的克隆；（5）进行基因功能的预测；（6）获得功能分子标记。 通过对茶树基因组的测序及基因组学研究，可以揭示茶树中各种重要农艺性状的基因调控基础，解析、鉴别及揭示与次生代谢及功能化合物生物合成相关的重要功能基因，基因组的功能乃至整个代谢途径研究，进而破解茶树的遗传密码。进而利用获得的大量遗传信息构建优质的育种平台，筛选培育出优质高产、有生态适应性和满足深加工发展的茶树优良品种。 研究基因组学的意义 1、 遗传图谱的构建 2、 物理图谱的构建 3、 全基因组测序 4、 基因鉴定及功能研究 基因组学研究的方法 1、限制性片段多态性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP）：该技术的原理是不同生物个体的等位基因由于碱基的替换、重排、缺失、插入等变化导致限制内切酶的识别位点和酶切位点发生改变，因而利用特定的限制性内切酶识别并切割所产生的 DNA 片段的长度不同。通过凝胶电泳分离然后进行 Southern 杂交和放射显影能够获得反映个体特异性的 RFLP 图谱，即特定限制性内切酶切割不同生物个体基因组 DNA 后产生的限制性片段在长度上的差异。 此技术的优点是多态性稳定、重复性好，具有共显性。其缺点是工作量大，操作繁琐，检测中需要使用放射性同位素。虽然现在已经开发了非放射性同位素标记方法，但随着新型分子标记技术的出现，该方法在实际应用中受到限制 基因组多态性 2、微卫星 DNA（microsatellite DNA） ： SSR 即简单序列重复，又称为微卫星 DNA(Microsatellite DNA)，是近年来发展起来的一种以特异引物 PCR 为基础的分子标记技术。该技术的原理是对特定 SSR 的两侧序列进行克隆、测序，然后根据测得的 SSSR 的两侧序列设计引物进行 PCR 扩增出特定的 SSR 位点。 SSR 是一种共显性标记，重复性和稳定性都较好，分析简便。缺点是可以利用的已经开发的引物有限，未知引物开发费时费力，限制了该技术的广泛应用。