我国科学家最近完成了甘蓝基因组测序工作,这会对科学研究带来什么帮助?
生活随笔
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我国科学家最近完成了甘蓝基因组测序工作,这会对科学研究带来什么帮助?
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
甘藍基因組測序是白菜、甘藍和油菜等蕓薹屬全基因組測序項目的一部分。白菜和甘藍是我國主要的蔬菜作物,這項基因組研究不僅有助于人們進一步理解蕓薹屬的基因組進化,還為許多重要作物的研究提供了寶貴線索。解析蕓薹屬的基因組進化和分化過程,可以幫助人們更好地對相關蔬菜和油料作物進行育種。甘藍基因組至少包含45758個蛋白編碼基因,與白菜基因組相似,其基因組的大部分能夠與十字花科近緣模式植物擬南芥基因組建立共線性關系,進而為基因組進化研究提供了良好的模式材料。研究還發現,甘藍基因組擁有合成更多更廣抗癌類物質的基因基礎。此前的研究已表明,食用十字花科作物新鮮組織,具有明顯的抗癌效果,而甘藍可能最有效。
首先,甘藍是東北、西北、華北等較冷涼地區春、夏、秋的主要蔬菜,華南等地冬、春也大面積栽培。多數地區選用適宜的品種實行排開播種,分期收獲,在蔬菜周年供應中占重要地位,對其進行相關研究本身就很有經濟意義。其次,甘藍基因組測序工作可以獲得甘藍的基因組序列圖譜,可以從基因組水平上對甘藍的生長、發育、進化、起源等重大問題進行研究,加深我們對物種的認識,在新基因的發現、物種改良等方面發揮巨大作用;在已知植物基因組的情況下,對物種內的不同個體或某個個體的不同組織進行基因組重測序,可以在全基因組水平上發現不同個體或組織細胞之間的差異。通過這種方法,可以尋找出大量的單核苷酸多態性位點(SNP),插入缺失位點(InDel,Insertion Deletion),結構變異位點(SV,Structure Variation),拷貝數變異(Copy Number Variation,CNV)等變異信息,從而獲得生物群體的遺傳特征。這對在群體水平上研究物種的進化歷史、環境適應性、自然選擇等方面具有重大意義。利用全基因組重測序有助于快速發現與植物重要性狀相關的遺傳變異,縮短分子育種的實驗周期等。
在普通人看來,目前大部分物種(包括甘藍)的全基因組測序結果能發揮的現實作用不大,SNP、Indel、SV、CNV等檢測出來也不知道有什么作用,純粹是屬于浪費資金做無意義的事。但作為基因領域的我們能這么認為嗎?顯然不行,我們的目光不能局限于現在。這就如同,神五楊利偉就是繞地球飛了飛,這樣做的目的僅僅只是展現民族自豪感嗎?顯然不是!在研制神州系列飛船的時候,帶動的是整個高新技術產業的發展,美國教授的統計如是說,航天投入1美元,換來7~12美元。基因測序投入產出可能并沒有人統計過,但是其引領生物醫藥行業的發展是不爭的事實。甘藍作為十字花科重要的經濟作物, 具有較高的研究價值,甘藍全基因組測序結果,可以使我們從基因組水平上對甘藍的生長、發育、進化、起源等重大問題進行研究。比如甘藍微進化研究,許多分子水平的研究表明,微進化過程中的復雜表型適應是多基因作用的結果,只有全基因組水平的分析,才能有效揭示其多基因作用機制。它著重于基因對性狀的影響,以及選擇對基因變異的作用。微進化中適應性表型變異是通過自然選擇或人工選擇保留下來的,通常具有內在的分子與遺傳基礎,可以追溯其發生發展的過程,有規律可循,因而是生物學領域關注的焦點。生物表型變異的分子機制十分復雜,我們從生物變異與進化的源頭著手,較有可能解析適應的分子機制。通過分析微進化過程中表型變異的生物在基因組水平上的變異,發現與表型變異相關的關鍵遺傳改變,并揭示進化的作用力,從而闡明復雜表型變異的多基因作用機制,使進化理論奠定在更堅實的遺傳學基礎上,推動進化理論的進一步發展與完善。再比如甘藍育種研究,全基因組測序結果有助于快速發現與植物重要性狀相關的遺傳變異,縮短分子育種的實驗周期,利用其創造高附加價值甘藍新品種;育成具環保特性之抗病、抗蟲及抗殺草劑等品種,減少農藥之施用;育成具耐旱、耐寒、耐熱及耐重金屬等具環境忍受性等品種;利用基因工程改造甘藍代謝途徑創造新花色或提高營養成分;利用植物做為生物反應器生產醫藥用化合物、疫苗或生物塑膠等,特殊高價值產品,提高甘藍農業產值。總之,甘藍全基因組測序結果的意義重大,對未來甘藍分子的領域具有指導意義,可能我們目前的應用并不明朗,但誰知道它的全基因譜圖會帶來什么奇跡呢?
甘藍作為一種常見蔬菜,其基因組的完成。若是說對科學研究的幫助的話,個人覺得最主要的可能是挖掘蔬菜中一些功能基因以及對其群里遺傳特點的探索。如果能從中找到一些“功能較為強大”的基因的話,那么如何讓其更多地服務于人類社會也是指日可待的。
甘藍基因組至少包含45758個蛋白編碼基因,與白菜基因組相似,其基因組的大部分能夠與十字花科近緣模式植物擬南芥基因組建立共線性關系,進而為基因組進化研究提供了良好的模式材料。通過對這組模式材料的分析,科學家最終揭示出甘藍和白菜基因組間存在轉座子擴增的不對稱性、串聯重復基因擴增的不對稱性、可變剪切數量的不對稱性及共線性區外基因丟失率的不對稱性,而在種內的亞基因組間存在基因丟失率差異以及亞基因組間同源基因的序列分化、表達分化、可變剪切分化等不對稱性進化。這個規律的對揭示對雜交育種具有重要的直接指導意義。
首先,甘藍是東北、西北、華北等較冷涼地區春、夏、秋的主要蔬菜,華南等地冬、春也大面積栽培。多數地區選用適宜的品種實行排開播種,分期收獲,在蔬菜周年供應中占重要地位,對其進行相關研究本身就很有經濟意義。其次,甘藍基因組測序工作可以獲得甘藍的基因組序列圖譜,可以從基因組水平上對甘藍的生長、發育、進化、起源等重大問題進行研究,加深我們對物種的認識,在新基因的發現、物種改良等方面發揮巨大作用;在已知植物基因組的情況下,對物種內的不同個體或某個個體的不同組織進行基因組重測序,可以在全基因組水平上發現不同個體或組織細胞之間的差異。通過這種方法,可以尋找出大量的單核苷酸多態性位點(SNP),插入缺失位點(InDel,Insertion Deletion),結構變異位點(SV,Structure Variation),拷貝數變異(Copy Number Variation,CNV)等變異信息,從而獲得生物群體的遺傳特征。這對在群體水平上研究物種的進化歷史、環境適應性、自然選擇等方面具有重大意義。利用全基因組重測序有助于快速發現與植物重要性狀相關的遺傳變異,縮短分子育種的實驗周期等。
在普通人看來,目前大部分物種(包括甘藍)的全基因組測序結果能發揮的現實作用不大,SNP、Indel、SV、CNV等檢測出來也不知道有什么作用,純粹是屬于浪費資金做無意義的事。但作為基因領域的我們能這么認為嗎?顯然不行,我們的目光不能局限于現在。這就如同,神五楊利偉就是繞地球飛了飛,這樣做的目的僅僅只是展現民族自豪感嗎?顯然不是!在研制神州系列飛船的時候,帶動的是整個高新技術產業的發展,美國教授的統計如是說,航天投入1美元,換來7~12美元。基因測序投入產出可能并沒有人統計過,但是其引領生物醫藥行業的發展是不爭的事實。甘藍作為十字花科重要的經濟作物, 具有較高的研究價值,甘藍全基因組測序結果,可以使我們從基因組水平上對甘藍的生長、發育、進化、起源等重大問題進行研究。比如甘藍微進化研究,許多分子水平的研究表明,微進化過程中的復雜表型適應是多基因作用的結果,只有全基因組水平的分析,才能有效揭示其多基因作用機制。它著重于基因對性狀的影響,以及選擇對基因變異的作用。微進化中適應性表型變異是通過自然選擇或人工選擇保留下來的,通常具有內在的分子與遺傳基礎,可以追溯其發生發展的過程,有規律可循,因而是生物學領域關注的焦點。生物表型變異的分子機制十分復雜,我們從生物變異與進化的源頭著手,較有可能解析適應的分子機制。通過分析微進化過程中表型變異的生物在基因組水平上的變異,發現與表型變異相關的關鍵遺傳改變,并揭示進化的作用力,從而闡明復雜表型變異的多基因作用機制,使進化理論奠定在更堅實的遺傳學基礎上,推動進化理論的進一步發展與完善。再比如甘藍育種研究,全基因組測序結果有助于快速發現與植物重要性狀相關的遺傳變異,縮短分子育種的實驗周期,利用其創造高附加價值甘藍新品種;育成具環保特性之抗病、抗蟲及抗殺草劑等品種,減少農藥之施用;育成具耐旱、耐寒、耐熱及耐重金屬等具環境忍受性等品種;利用基因工程改造甘藍代謝途徑創造新花色或提高營養成分;利用植物做為生物反應器生產醫藥用化合物、疫苗或生物塑膠等,特殊高價值產品,提高甘藍農業產值。總之,甘藍全基因組測序結果的意義重大,對未來甘藍分子的領域具有指導意義,可能我們目前的應用并不明朗,但誰知道它的全基因譜圖會帶來什么奇跡呢?
甘藍作為一種常見蔬菜,其基因組的完成。若是說對科學研究的幫助的話,個人覺得最主要的可能是挖掘蔬菜中一些功能基因以及對其群里遺傳特點的探索。如果能從中找到一些“功能較為強大”的基因的話,那么如何讓其更多地服務于人類社會也是指日可待的。
甘藍基因組至少包含45758個蛋白編碼基因,與白菜基因組相似,其基因組的大部分能夠與十字花科近緣模式植物擬南芥基因組建立共線性關系,進而為基因組進化研究提供了良好的模式材料。通過對這組模式材料的分析,科學家最終揭示出甘藍和白菜基因組間存在轉座子擴增的不對稱性、串聯重復基因擴增的不對稱性、可變剪切數量的不對稱性及共線性區外基因丟失率的不對稱性,而在種內的亞基因組間存在基因丟失率差異以及亞基因組間同源基因的序列分化、表達分化、可變剪切分化等不對稱性進化。這個規律的對揭示對雜交育種具有重要的直接指導意義。
總結
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