各类基因组大小

人类基因组概述一、细胞核基因组每条染色体含1个DNA分子，1个细胞的全部遗传信息（基因)都编码在线状的DNA分子上。

由于每个体细胞中有2套染色体（2n),故所含的DNA是由两个基因组（genome)构成。

每个单倍体基因组约含3.2×109bp。

人类基因的平均长度为1-1.5kb，所以基因组以足以编码1.5×106蛋白质，但实际上编码蛋白质的结构基因只不过5万-10万个，仅占总基因组的2％－3％。

其余的DNA顺序包括基因之间的间隔顺序、基因内插入顺序、重复顺序等。

目前，对它们的功能知之甚少，绝大多数重复顺序只不过是过剩的DNA。

但是，其中一些则有着特殊的功能，包括：调节基因的表达，增强同源染色体之间的配对和重组，维持染色体结构，调节前mRNA的加工以及参与DNA的复制等。

（一)单一顺序单一顺序（unique sequence)约占基因组的60％－65％，这种顺序在一个基因组中一般仅有单个或几个拷贝，大多数编码蛋白质和酶基因属于此类。

单一顺序还以间隔顺序和散在分布在重复顺序构成侧翼。

（二)重复顺序重复顺序（repetitive sequence)是指在一个基因组中有很多拷贝，又可分为几类：1．高度重复顺序（highly repetitive sequence) 其长度可能2、4、6、8等几个bp，较长的顺序可达200bp，但是重复拷贝数可达106次以上，例如染色体着丝粒、端粒和Y染色体长臂上的异染区就是由高度重复顺序的卫星DNA（satellite DNA)构成的，高度重复顺序不能转录，它们参与染色体结构的维持，形成结构基因间隔，可能与减数分裂时同源染色体的联会配对有关。

2．中度重复顺序（moderately repetitive sequence) 其长度300－7000bp，一般都是不编码的顺序。

据认为在基因调控中起重要作用，包括开启或关闭基因，促进或终止转录，DNA复制的起始，参与前mRNA加工等。

各类基因组⼤⼩中⽂名拉丁名发表时间刊物科、属基因组⼤⼩拟南芥Ａｒab ｉｄopsis ｔh ａｌｉａn ａ200０、12 Nature ⼗字花科、⿏⽿芥属 12５M⽔稻Oryza sativa 、 ssp 、 ind ｉca２0０2、０４ Sc ｉenc ｅ⽲本科、稻属 46６M⽔稻 O ｒyz ａ sa ｔiva 、ｓsp 、 japonica2００2、04 S ci ｅnce⽲本科、稻属４66M杨树Ｐopul ｕs ｔr ｉchoca ｒｐａ２006、０９S ｃien ｃe 杨柳科、杨属４8０Ｍ葡萄Ｖiti ｓ vi ｎif ｅｒa20０7、０9 Ｎa ｔur ｅ葡萄科、葡萄属 490M ⾐藻Ch ｌam ｙdo ｍｏn ａs reiｎｈardt ｉi２007、０1 S ｃience⾐藻科、⾐藻属130 M⼩⽴碗藓 Ph ｙsit ｒe ｌl ａ pattens 20０8、０1 S c ｉe ｎｃe 葫芦藓科、⼩⽴碗藓属 480M 番⽊⽠Ｃａrica ｐａpa ｙa ２０0８、04N ａture番⽊⽠科、番⽊⽠属 3７０M 百脉根 Lotus ja ｐoni ｃus 20０8、05 ＤNA R ｅs 、⾖科 47２ Mb 三⾓褐指藻 P ｈａeodac ｔy ｌｕm tricornu ｔum２00８、１１Na ｔure褐指藻属 27、４M ⾼粱Ｓo ｒghum bicolo ｒ 200９、0１ N atu ｒe ⽲本科、⾼粱属 73０Ｍ⽟⽶Ｚｅa mays ss ｐ、 may ｓ２009、１1 Ｓｃｉe ｎｃe⽲本科、⽟⽶属2300Ｍ黄⽠Cucumi ｓ sa ｔiv ｕs2０09、11N ａｔu ｒe Ge ｎｅt ｉc ｓ葫芦科、黄⽠属 3５０Ｍ⼤⾖ Glycine max 20１０、0１Nature⾖科、⼤⾖属 1１0０M⼆穗短柄草 Brachypodium distachyo ｎ 2010、０2 Nat ｕｒｅ⽲本科、短柄草属 2６0M 褐藻 Ec ｔoca ｒｐｕs ２０10、06 N a ｔｕre ⽔云属 196Ｍ团藻 V ｏｌv ｏx carter ｉ 20１0、07 Scie ｎc ｅ团藻属１３8M 蓖⿇R ｉｃinu ｓｍu ｎis2010、0８ Nature Ｂｉotech ｎol ｏgy⼤戟科、蓖⿇属3５0Ｍ⼩球藻Ｃhlorella v ａriab ｉlis 2010、０9 Ｐlant Ce ｌl ⼩球藻科46M 苹果Ｍalus × do ｍesti ｃa 2010、0９ Natur ｅ Genetic ｓ蔷薇科、苹果属 742M 森林草莓 Frag ａria ｖesca 201０、１2 Na ｔure Gene ｔi ｃｓ蔷薇科、草莓属２４0M 可可树 Theo ｂroma ｃacao2０10、12 Ｎature G ｅne ｔics 梧桐科、可可属430-Mb野⽣⼤⾖Ｇl ｙc ｉne s ｏja 2010、12 PNAS ⾖科、⼤⾖属 915、4 Mb 褐潮藻类 Aureoc ｏc ｃus a ｎophagｅｆferens２０11、02 P NA Ｓ57M ⿇风树 Ja ｔro ｐh ａ c ｕｒc ａｓ 2０10、12 ＤＮA R ｅs 、⼤戟科、⿇风树属４10M 卷柏Ｓel ａg ｉn ｅlla moel ｌe ｎd ｏr ｆｆii20１1、05 Ｓｃｉe ｎc ｅ卷柏属２12M枣椰树 P ｈｏｅnix ｄａｃt ｙlifera2011、0５ Na ｔｕｒｅ bio ｔechnol ｏgy棕榈科68５M琴叶拟南芥Arabid ｏｐs ｉs lyra ｔa ２011、05 N ａtur ｅＧen ｅtiｃs⼗字花科、⿏⽿芥属 206、7 Mb马铃薯 Solanum tubero ｓum２０11、07 N ature茄⽬、茄科、茄属 844M 条叶蓝芥Ｔhel ｌｕg ｉella parvula ２０11、08N ａt ｕreGenetics 盐芥属140M⽩菜Ｂra ｓsica rapa２0１1、08Nature Ge ｎｅｔｉc ｓ⼗字花科、芸薹属 485M印度⼤⿇Ｃa ｎnabis sativ ａ2０１１、1 G ｅn ｏｍe b ｉｏlｏgy ⼤⿇属５３4Ｍ⽊⾖ Caj ａn ｕs caj ａn 2０11、11Nature bio ｔechnol ｏgy⾖科、⽊⾖属 833Ｍ蒺藜苜蓿Ｍedicago trunc ａtu ｌａ 2011、１1 Natur ｅ⾖科苜蓿属 500M 蓝载藻 Cyanophor ａ par ａdox ａ 2０12、02 Ｓci ｅnc ｅ灰胞藻门 7０Ｍ⾕⼦Ｓe ｔa ｒｉa i ｔalica 2012、05Ｎａtur ｅ biotec ｈnol ｏgy⽲本科、狗尾草属4９0M ⾕⼦ Set ａｒｉa ita ｌi ｃa2012、０５Nature ｂｉｏtechnolo ｇy⽲本科、狗尾草属预估510M,组装出400M 番茄 So ｌａnu ｍ lycop ｅrsicu ｍ 20１２、０５Ｎatur ｅ茄科、茄属 900M ｂ甜⽠ Cucumi ｓ melo2012、０7 PNAS葫芦科、甜⽠属 450Ｍb 亚⿇Ｌi ｎum usitatiss ｉmum 20１2、07 Pla ｎt Journal亚⿇科、亚⿇属 3７3M ｂ盐芥 The ｌl ｕn ｇｉell ａ salsugin ｅa 2０１2、07 ＰNAS ⼗字花科、盐芥属 260Mb ⾹蕉Musa a ｃuminata2012、07 Nature芭蕉科、芭蕉属５２3M ｂ雷蒙德⽒棉Ｇｏssypi ｕm r ａi ｍｏｎd ｉi2012、０8 Natu ｒe Genet ｉcs 锦葵科、棉属775、2Mb ⼤麦 H ｏr ｄeum vulg ａr ｅ 2０12、1 Na ｔure ⽲本科、⼤麦属 5、１G ｂ梨P ｙｒｕs ｂretsch ｎe ｉde ｒｉ2０１２、1１Ｇe ｎo ｍe Research蔷薇科、梨属5２７Mb西⽠Ｃｉt ｒu ｌlus l ａnatus2０12、１1 Nature Ｇｅneti ｃｓ葫芦科、西⽠属425 Mb甜橙 C ｉtrus sin ｅn ｓi ｓ 2０１2、11 N ａｔur ｅＧｅnｅt ｉｃｓ芸⾹科、柑橘属36７ Mb ⼩麦Tri ｔicu ｍ aestiv ｕm2012、11 Ｎａture⽲本科、⼩麦属17Gb 两种⼩型藻 Bige ｌowi ｅlla n ａta ｎs ，Guil ｌard ｉa t ｈet ａ 201２、1１ N a ｔure９5Mb 87Mb棉花（雷蒙德⽒棉） Go ｓsypi ｕm ｒａi ｍｏｎdii２012、12 N ａture 锦葵科、棉属７61、4M ｂ梅花P ｒunus mume20１２、12Ｎａｔur ｅmunications蔷薇科、梨属２80Ｍ鹰嘴⾖ Ci ｃe ｒ arietinu ｍ20１３、01 N ａtu ｒｅｂi ｏtechnolo ｇy ⾖科、鹰嘴⾖属738M ｂ橡胶树 H ｅｖea bra ｓiliensi ｓ20１３、02 BMC Ge ｎｏｍi ｃs ⼤戟科、橡胶树属2、１5Ｇｂ⽑⽵ Phyll ｏst ａc ｈys ｈet ｅroc ｙcla２013、02Ｎat ｕｒe G ｅnetiｃs⽵科、钢⽵属2、０75 Gb短花药野⽣稻O ｒｙza bra ｃhyantha 2013、03Nature m ｕni ｃat ｉons⽲本科稻属 342Mb —3６2Ｍb ⼩麦A Triticum ur ａrt ｕ 2013、03 N ａtu ｒe ⽲本科、⼩麦属 4、９4 Gb ⼩麦D grassAegilo ｐs ｔa ｕｓchi ｉ2013、０3 Natu ｒe ⽲本科、⼩麦属４、36Ｇb桃树 Pr ｕnus persi ｃa2０1３、0３Na ｔｕr ｅ Gene ｔic ｓ蔷薇科、梨属 265 Ｍｂ丝叶狸藻Ｕtricul ａria gib ｂa 201３、05 Ｎａｔu ｒｅ狸藻科、狸藻属 82Mb 中国莲Ｎelumb ｏ n ｕｃifer ａ Gaertn２０13、05Ge ｎｏm ｅbiology 睡莲科、莲属 929 Mb 挪威云杉 Pi ｃe ａ abi ｅs ２013、05 Nature 松科、云杉属１9、6G 海洋球⽯藻Ｅmil ｉani ａhuxleyi2013、06 N ａture定鞭藻纲141、７M ｂ⾍黄藻Sy ｍb ｉo ｄi ｎium minutｕm20１3、07 C ｕrrent Bio ｌｏgｙ甲藻门1、5G油棕榈Ela ｅi ｓｇｕｉne ｅn ｓis ２01３、０7 Ｎａｔur ｅ棕榈科、油棕榈属１、8Ｇ枣椰树 Pho ｅn ｉx dact ｙｌifera2０1３、0８Na ｔu ｒｅ muni ｃati ｏns棕榈科、刺葵属 671 M ｂ醉蝶花 Tarena ｙa ｈa ｓｓl ｅr ｉａn ａ2０13、08 Pl ａnt Ce ｌl 醉蝶花科、醉蝶花属 290 Mb莲 Nelumbo nuci ｆｅra 2013、0８Ｐla ｎt Ｊo ｕrnal 睡莲科、莲属 879 M ｂ桑树Mor ｕｓ notabilis2０13、09N ａｔu ｒe municat ｉo ｎｓ桑科、桑属357 Mb猕猴桃 Actin ｉｄia ch ｉnen ｓi ｓ 20１3、１０ Natur ｅ m ｕnicaｔｉｏｎs 猕猴桃属6１6、1 Ｍb胡杨 Populu ｓ euphr ａｔi ｃａ 2013、11Ｎat ｕｒe municati ｏns杨属 4９6、5 Mb ⼋倍体草莓F 、 x ananassa 2013、12 D ＮA Researc ｈ草莓属６98 Mb康乃馨? Dianthu ｓ c ａryo ｐhyllus Ｌ、2013、１2 DNA Re ｓearch ⽯⽵属?622 M ｂ甜菜Ｂeta vulgari ｓｓsp 、ｖu ｌg ａr ｉs2013、12 Nat ｕre 藜科甜菜属566、6?Mb⽆油樟（互叶梅）Ａmbo ｒｅｌｌa tr ｉch ｏpoda2０１3、12 S ｃience⽆油樟属 748 Ｍb ?辣椒Ｃapsicum annu ｕm （Criolo de More ｌｏs ３3４）?201４、1? Nat ｕre Gen ｅｔi ｃｓ辣椒属?3、48Ｇ芝⿇?Sesam ｕm i ｎd ｉcu ｍ2014、２?Geno ｍe B ｉology ? 胡⿇科胡⿇属274 M ｂ辣椒 C ａpsicum a ｎn ｕum （Zunla-1)２014、3ＰNAS辣椒属3、4８G⽕炬松 Pi ｎus tae ｄａ(Lo ｂlo ｌｌy p ｉｎｅ）2０14、3 G ｅnom ｅ Biolog ｙ? 松属２３、2G棉花(亚洲棉) Ｇｏssy ｐium arbor ｅum ?2014、５? Natur ｅ Genetics ? 锦葵科、棉属 1694Mb ?萝⼘Ｒapha ｎｕs sativus Ｌ、 2014、５ＤN Ａ Resear ｃh ?⼗字花科、萝⼘属４０２Mb⽢蓝Br ａs ｓｉca ｏle ｒacea20１４、5? Natur ｅ mu ｎ⼗字花科、芸薹属 630Mb菜⾖Ｐｈaｓeoｌus vulgａriｓL、２014、6 Naｔuｒe Geｎetｉcs?⾖科，菜⾖属587Mb野⽣⼤⾖Gｌｙcinｅsｏｊa?２014、７Nature mｕｎiｃations?⾖科、⼤⾖属８6８Mb普通⼩麦?Ｔriticuｍaｅstｉvｕm２014、７?Scｉｅnce⽲本科?1７Gb?野⽣西红柿Ｓolaｎum pｅnnellii201４、7 Ｎature Genｅtｉcs??茄科?９４２Mb?⾮洲野⽣稻Ｏryzaｇlaberrimａ2０1４、8 Naｔure Geneticｓ⽲本科?3１6Ｍb油菜?Bｒａsｓicａnapus ２0１4、8 Science⼗字花科?63０Mb中果咖啡Coffｅａcanephoｒa2014、9Sｃienｃe 茜草科，咖啡属７10 Mb茄⼦Soｌanum meloｎgeｎa２014、9DNA Research茄科、茄属1093Mｂ多个野⽣⼤⾖Glyｃｉne soja2014、9Naｔureｂｉotｅchｎoｌogy⾖科、⼤⾖属889、3３～1,118、34 Mb绿⾖Vigna ｒａdiata20１4、10Natｕre muｎicaｔｉoｎs⾖科、豇⾖属啤酒花Humuｌus ｌupulus 2０14、11Ｐlａnt and CellPhysioｌogｙ⼤⿇科、葎草属２、57 Gb?蝴蝶兰Ｐhａｌaenｏpsｉsequestrｉ２014、11Ｎａｔure Geneticｓ兰科、蝴蝶兰属?１、16 Gb DＮＡ有哪些种类?⼀、染⾊体DNA原核⽣物与真核⽣物均含有染⾊体DNA,基因组⼤⼩物种间差异较⼤。

• 不同真核生物之间，基因组排布有何差异？
真菌
藻类 原虫
昆虫 软体动物 鱼类 两栖动物 爬行动物 鸟类 哺乳动物 开花植物
不同真核生物之间基因组大小范围
真菌
酿酒酵母 沟巢曲霉
原虫
梨形四膜虫
无脊椎动物
秀丽隐杆线虫 黑腹果蝇 桑蚕 紫球海胆 飞蝗
脊椎动物
红鳍东方鲀 人 小鼠
植物
拟南芥 水稻 玉米 豌豆 小麦 贝母
•
•
原核生物基因组和真核生物细胞器 基因组
• 原核生物基因组的物理特征：
•
• 典型的原核生物中，基因组包含于单一的环状DNA分子中，
这个分子位于拟核 拟核是指位于无着色原核细胞中的轻微着色区。
原核生物基因组的DNA组织排布
• 原核生物基因组也必须压缩到一个相对微小的体积（大肠杆菌环状染
色体周长1.6 mm，细胞只有1.0μm×2.0μm）； • 大肠杆菌环状基因组的特点：超螺旋 (supercoiled)，超螺旋由DNA双 螺旋再次螺旋（正超螺旋）或去螺旋（负超螺旋）形成； • 大肠杆菌超螺旋是由促旋酶和拓扑异构酶 I产生和调控的。
染色体的包装过程
核小体是构成染色体的基本单位： 8个组蛋白分子构成核心: H2A、H2B、H3、H4 DNA在外部缠绕两圈： 140-150 bp 核小体由DNA linker连接: 50-70 bp
DNA （2nm）
核小体链（ 10nm，每个核小体200bp）
纤丝（ 30nm，每圈6个核小体）
假基因和其他进化遗迹
• 假基因(pseudogene)：无功能的基因拷贝，假基因是一种 •
进化遗迹，表明基因组处于持续性变化过程中； 主要存在2种假基因：

植物学通报Chinese Bulletin of Botany 2008, 25 (5): 574−578, w w 收稿日期: 2008-04-15; 接受日期: 2008-09-12基金项目: 林业公益性行业科研专项(No. 200704001)和国家林业局948项目(No. 2004-4-60)* 通讯作者。

E-mail: lilubin@.实验简报.毛竹基因组大小测定李潞滨1, 武静宇1, 2, 胡陶1, 杨学文3, 彭镇华1*1中国林业科学研究院林业研究所, 国家林业局林木培育重点实验室, 北京 1000912河北大学生命科学学院, 保定 071002; 3国际竹藤网络中心, 国家林业局竹藤科学与技术重点开放实验室, 北京 100102摘要 毛竹(Phyllostachys edulis )属禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)刚竹属(Phyllostachys ), 是我国分布和栽培面积最大的经济竹种, 有着广泛的开发前景。

本实验以水稻(Oryza sativa )为内标, 用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI 发射荧光强度进行测定, 通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系, 计算出毛竹的基因组大小。

对24组样品进行重复测试, 测得毛竹基因组大小为2 075.025±13.08 Mb, 即2 C DNA 含量为4.24 pg(以1 pg DNA = 0.978×109 bp 计算)。

毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。

关键词 流式细胞仪, 基因组大小, 水稻, 毛竹李潞滨, 武静宇, 胡陶, 杨学文, 彭镇华 (2008). 毛竹基因组大小测定. 植物学通报 25, 574−578.毛竹(Phyllostachys edulis ) 隶属禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)刚竹属(Phyllostachys ), 是我国分布最广、面积最大和经济价值最高的竹种之一, 具有生长快、周期短、产量高、用途广和效益大等诸多优点, 有着广泛的开发前景(江泽慧, 2002; 李潞滨等,2008)。