棉花基因组测序研究进展

基因组学研究及完整人类基因组测序的意义人类基因组计划的完成标志着人类科学研究的一个重大里程碑。

自1000年基因组计划于2000年被正式启动以来，人类基因组计划团队在13年之后完成了这一壮举。

该计划的目标是识别并确定构成人类基因组的所有DNA序列，以了解人类的遗传基础及其在健康和疾病方面的作用。

基因组学是指研究所有生物体的基因组和DNA序列的分支学科。

自人类基因组计划的完成以来，基因组学研究领域经历了快速发展，其结果对医学，农业和生态学等领域产生了深远的影响。

基因组学的一个主要目标是通过确定个体和种群之间的基因差异来推进卫生医疗的发展，特别是在个体化治疗和疾病预防方面。

因此，基因组学研究对于医疗及治疗的个性化和定向化有着重要的作用。

例如，基因组学能够揭示与多种致病因素有关联的基因，这有助于预测疾病的风险和发展潜力，并使医生更好地诊断和治疗疾病。

基因组学另外一个重要的应用领域是农业。

了解作物和动物的基因组序列，可以根据目标制定相关的农业策略。

例如，研究棉花、玉米和水稻等的基因序列已经为改良这些作物的品质和提高收成水平提供了基础。

此外，利用基因组学的手段还可以开发新的农业品种，使其更具适应性和抗病性。

在生态学方面，基因组学的研究能够帮助我们更好地了解和保护自然界中的各种物种。

通过研究物种的基因组序列，可以了解它们在自然界中的构造、适应性和进化的历程。

例如，科学家可以破译猩猩和黑猩猩的基因组序列，推测它们与我们的祖先的共同祖先和进化关系，进而推断人类的进化历史。

在技术上，基因组学研究为人类带来了许多创新和进步。

通过基因编辑等技术，我们不仅可以修改生物的遗传信息，还可以开发个性化医疗和生物学治疗等新兴领域。

此外，利用人类基因组序列可以发现全球人类的遗传变异，从而更好地了解人类之间的相似性和差异性。

尽管基因组学的研究在不断地进步和发展，但还有许多挑战需要克服。

当我们破译更多物种的基因组序列时，需要考虑数据的准确性，保护数据并避免信息泄露等问题。

RNAi及其在植物遗传改良中的应用123RNAi即RNA干涉(或RNA干扰)是指双链RNA导入细胞后并被切割成21～23个核苷酸长度的短核苷酸双链，在其它作用因子的参与下能够特异地与其同源的mRNA结合并导致其降解，从而使得内源基因不能表达，导致内源基因的沉默。

自1998年Fire等首次在线虫中发现并阐明以来，RNAi已经在其它动物、植物和真菌中被证实。

研究表明参与该过程的许多基因具有高度的保守性，这可能是生物调控基因表达及抵御病毒侵染或转座子诱导DNA突变的一种共有的古老生理机制。

RNAi所具有的特异性、稳定性、高效、快速以及不改变基因组的遗传组成等特性为人们研究未知功能的基因提供了新的反向遗传学手段。

在拟南芥和水稻等基因组测序完成后，RNAi这一新技术在植物功能基因组学研究及植物的遗传改良等方面提供了一个强有力的手段。

1 植物的转基因沉默Napoli等将1个查尔酮合成酶基因(chs)置于1个强启动子后导人矮牵牛(Petunia hybrida)，试图加深花朵的紫颜色。

结果部分花的颜色并非期待中的深紫色，而是形成了花斑状甚至白色，而且这种性状可以遗传。

因为导入的基因和其同源的内源基因同时都被抑制，他们将这种现象命名为共抑制(co-suppression)。

类似的结果同样在真菌脉胞菌(Neurospora crassa)中和其它转基因植物中存在。

对于部分转基因植物来说，基因沉默可能是因为特异基因的甲基化而导致，这被称为转录水平基因沉默。

但确实部分植物中的基因沉默是在转录后发生的，这被称为转录后基因沉默。

实验表明在发生PTGS的个体中同源转录确实存在，但是很快在胞浆中被降解，没有积聚。

Palauqui等进一步证实，在植物中将出现转基因沉默的植株嫁接到另一没有基因沉默的转基因植株中同样可以导致PTGS，但对非转基因植株却无效。

Cogoni等证实PTGS由一种可扩散的反式作用分子所介导。

2 RNAi及其机制2.1 RNAi的发现Guo等在对线虫基因par-1进行功能研究时发现：当他们给线虫注射par-1的反义RNA 以阻断该基因的表达时，发现作为正对照的正义RNA和反义RNA得到的结果相似，即两者都阻断了par-1基因的表达。

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(2): 207−211 /zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.00207一个新的棉花MYB类基因(GhTF1)的克隆及染色体定位分析房栋吕俊宏郭旺珍*张天真(南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室, 江苏南京210095)摘要: MYB类转录因子是指含有MYB结构域的一类转录因子, 广泛参与植物发育和代谢调节。

含2个MYB结构域的R2R3类MYB转录因子在植物体内主要参与次生代谢的调节和控制细胞的形态发生。

从优质材料7235不同发育时期的棉纤维混合cDNA文库中克隆了一个棉花MYB转录因子基因GhTF1(GenBank登录号: EF651783)。

该cDNA序列长1 115 bp, 其开放读码框长度为771 bp, 编码256个氨基酸。

表达特征分析表明, 该基因在陆地棉7235不同组织中均表达, 但表达量不同, 特别在开花前1 d, 开花后8 d和11 d的纤维细胞中优势表达。

该基因在二倍体棉种非洲棉和雷蒙德氏棉中开放读码框区的序列较保守, 但在非编码区差异较大, 在内含子区存在大片段插失和碱基替换现象。

Southern杂交结果表明该基因在陆地棉基因组中存在2个拷贝, 推测A、D亚组中各有1个拷贝。

利用海7124和TM-1两亲本配置的BC1作图群体, 将GhTF1定位在染色体10上。

关键词: 棉花; MYB基因; 克隆; 表达; 基因定位Cloning and Mapping of a New MYB Transcription Factor (GhTF1) in CottonFANG Dong, LÜ Jun-Hong, GUO Wang-Zhen*, and ZHANG Tian-Zhen(State Key Laboratory of Crop Genetics & Germplasm Enhancement, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, Jiangsu, China)Abstract: Plant MYB transcription factors are characterized by containing a structurally conserved MYB domain, they play important roles in the regulation of plant development and metabolism. Of them, the R2R3 MYB proteins with two MYB domains are involved in regulating secondary metabolism and cellular morphogenesis. Cotton fibers are single-celled seed trichomes. So far, the molecular process of fiber initiation is poorly understood. However, some transcriptional factors such as MYB genes are responsible to fiber cell initiation. Just like in Arabidopsis, leaf trichome formation is mediated through positive and negative regulators such as GL1 and GL2 encoding MYB transcription factors.In cotton, several MYB transcription factors have been cloned. Expression of type I genes (GhMYB1, 2, and 3) was detected in all tissues tested, while type II genes (GhMYB4, 5, and 6) process involving many other pathways such as signal transduction and transcriptional regulation. Moreover, GhMYB109, a gene encoding a R2R3 MYB transcription factor, was expressed specifi-cally in fiber initials and elongating fibers. And over-expression of GaMYB2 complemented gl1 phenotype as well as induced seed trichome development in Arabidopsis, suggesting a role of MYB-like transcription factors in cotton fiber cell differentiation. The objective of the study was to clone new MYB genes, further put a foundation to illustrate these genes function in cotton fiber developmental stages. In this paper, a MYB transcription factor gene, GhTF1 was isolated from developmentally different cotton fiber pools of elite material 7235 library. GhTF1 (GenBank No.: EF651783) is a 1 115 bp cDNA, its open reading frame is 771 bp, and encodes a polypeptide containing 256 amino acids. GhTF1 was expressed constitutively in every tissue with different expres-sion levels, e.g. with higher levels in fiber cells at initiation and elongations stages. GhTF1 had conserved coding region in A and D diploid cotton species, G. herbaceum and G. raimondii, however, there existed a large DNA fragment insertion/deletion and base substitutions in their corresponding intron region. Southern blotting analysis showed that there were two copies of GhTF1 in the基金项目:国家自然科学基金项目(30471104); 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2002CB111303); 教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-04-0500); 教育部长江学者和创新团队发展计划项目(IRT0432)作者简介:房栋(1981– ), 男, 硕士。

棉花种质资源收集鉴定与创新利用杜雄明;耿晓丽;庞保印;刘方;王坤波;贾银华;周忠丽;何守朴;龚文芳;潘兆娥;王立如【摘要】During the 12th Five-Year-Plan period,1220 cotton accessions including 986 Gossypium hirsutum L.accessions,176 G.barbadenseL.accessions and 58 G.aboreum L.accessions were collected through exploring in the southwest China,islands of South China Sea,and foreign origin center of wild cotton.All the accessions have been preserved in the National Medium-term Gene Bank of Cotton in China.Evaluation of main agronomic traits were carried out in the fields and labs of Anyang,Sanya and Alaer.SSR markers and resequencing were used to evaluate these collected accessions.Abundant of genes were found to be associated with the fiber quality,verticillium wilt resistance,drought tolerance and glyphosate-resistance.New accessions with high yield,excellent fiber quality and stress resistance,were also developed through radiation mutation,interspecific and multiple hybridization.All the accessions were totally released 19 191 times to the researchers in the colleges,institutes and companies after field display.%十二五期间通过对我国西南地区、南海诸岛、及国外野生棉起源中心实地考察和广泛征集,新收集国内外棉花种质资源1220份,其中陆地棉986份、海岛棉176份、亚洲棉58份,所收集种质均已入国家中期库保存.收集的棉花种质资源分别在河南安阳、海南三亚、新疆阿拉尔进行主要农艺经济性状鉴定和特性鉴定.通过SSR(Simple sequence repeat)分子标记、重测序等技术对收集到的种质进行了分子鉴定,筛选到大量与纤维品质、抗黄萎病、抗旱、抗草甘膦显著关联的基因.在收集保存的种质资源基础上,通过辐射诱变、远缘杂交、复合杂交创造出优质、高产、抗逆等优异种质资源.通过展示向全国科研院所及公司发放棉花种质19 191份次.【期刊名称】《棉花学报》【年(卷),期】2017(029)0z1【总页数】11页(P51-61)【关键词】棉花;种质资源;收集与保存;遗传评价;创新与利用【作者】杜雄明;耿晓丽;庞保印;刘方;王坤波;贾银华;周忠丽;何守朴;龚文芳;潘兆娥;王立如【作者单位】中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000;中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室,河南安阳455000【正文语种】中文【中图分类】S562.024长期以来，棉花种质资源遗传基础狭窄，种质资源工作主要在两个方面进行：首先，收集和保存数据较多的种质资源；其次，对种质进行系统全面的鉴定，发掘优异基因和具有有利变异的等位基因的优异基因源。

950西"农业学&Southwest China Journal of Agecultural Sciences2021345Vol.34No.5文章编号：1001-4829(2021)5-0950-06DOI：10.16213//cnki.scjas.2021.5.007不同VIGS体系在棉花中沉默效率的研究吴洁1,刘帅1，马晶晶3，杨兆光t乔艳艳1,赵沛1,吴珍平操宇琳1,张朝军2(1-江西省棉花研究所/国家棉花产业技术体系鄱阳湖综合试验站，江西九江332105;2.中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室，河南安阳455000；3.塔里木大学，新疆阿拉尔843300)摘要：！目的】比较不同病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系在棉花中的沉默效率。

【方法】本研究以35S宕动子驱动的抗卡那霉素基因npG为目标基因，利用RNA病毒裁体TRV+DNA病毒裁体CLCrV构建基因沉默裁体,研究这2套VIGS体系在棉花中的基因沉默效率和沉默持续时间的差异。

【结果】TRV体系比CLCO体系沉默效率高，TRV体系比CLCO体系沉默持续时间短，CLCO体系能够在棉花蕾、花、花药等生殖器骨中发挥沉默作用。

【结'】TRV病毒沉默体系主要适用于短期的棉花内源基因的沉默,CLCO病毒沉默体系适用于研究棉花生长发育后期生殖生长相关的基因功t。

本研究为棉花选取合适的VIGS体系提供参考,对研究棉花基因功t具有重要意义。

关键词：棉花;VIGS;TRV裁体;CLCrV t体中图分类号:S562文献标识码:ASilencing Efficieiicy of Different VIGS Systems in CottonWU Jie1%LII Shuai1%MA Jing-jing3%YANG Zhao-5uang1%QIO Yan-yan1%ZHAO Pet%WU Zhen-ping%CAO Yu-lin1%ZHANG Chao-jun2*(1-Cotton Research Institute of Jianyxi Pwince/Poyang Lake Comprehensive Test Station of National Cottonindustrial Technology System, Jiangxi Jiujiang332105,China；2-Cotton Research Institute of Chinese Academy of Agecultural Sciences/National Key Laboratoo of Cotton Biology,Henan Anyang455000%China；3.TaOm University,Xinjiang Alar843300,China)Abstract:[Objective]The present paper aimed to compare the silencing e/iciency of ddferent virus-induced gene silencing systems in cot­ton-【Method]35S promoter-driven npt(o f kanamycin resistance gene was used as taraet genes totwo gene silencing vector systems TRV-VIGS(RNA vies vgc W v)and CLC i V-VIGS(DNA vies vectors)to study the ddferences in gene silencing e/iciency and silencing du­ration betseen the two VIGS systems in cotton.【Result]The TRV system was more efficient Pan the CLCrV system in the shot term,and the TRV system was less0X46/than the CLCrV system on silencing duration.The CLCrV system was able to silence the reproductive organ related genes such as flower bud,flower,anther and so on.【Conclusion]TRV vivs silencing system4suitabU for inducing the silencing of endogenous genes in early cotton plants,and CLCrV virus silencing system4suitable for studying the silencing of endogenous genes related eoaepaoduceivegaoweh ehaepeayaeong-eeam aoeein coeon gaoweh and deveeopmene.Thisseudypaovidesaaeoeaenceooaeheseeeceion oosuie-abeeVIGS syseemsooacoeon,which isoogaeaesignioicanceeoeheseudyoocoeon geneounceion.Key words：Cotton；VIGS；TRV vector；CLCrV vector【研究意义］病毒诱导的基因沉默(Virus in­duced yena silenciny,VIGS)技术是20世纪90年代兴起的一种高通量、高效、快速的反向遗传学技术。

二倍体棉花热激转录因子HSFs家族全基因组生物信息学分析张华崇;闫振华;赵树琪;黄晓莉;戴宝生;李蔚【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2017(045)020【摘要】热激因子(heat shock factors,HSFs)是生物体内调节热激应答的一类转录因子,在热胁迫信号转导和耐热性的产生过程中发挥了重要的作用.从已释放的二倍体亚洲棉和雷蒙德氏棉全基因组测序结果中分别鉴定到42个和40个HSFs蛋白家族成员,运用生物信息学分析其序列特征、亚细胞定位、聚类分析和保守基序等.结果表明,亚洲棉HSFs蛋白长度116～526个氨基酸,分子量13748.4～60028.2 u,等电点4.40～8.75;雷蒙德氏棉HSFs蛋白长度为190～528个氨基酸,分子量21993.0～60413.6 u,等电点4.36～9.50.染色体定位显示二倍体棉花中的HSFs基因不均匀分布在13条染色体上;聚类分析表明,HSFs蛋白序列分为A、B、C 3类,每一亚类中二倍体棉花与拟南芥的蛋白具有较高的同源性,趋向于聚集在一起,且每个亚组具有相同或相似的保守基序类型及排列顺序.【总页数】8页(P35-42)【作者】张华崇;闫振华;赵树琪;黄晓莉;戴宝生;李蔚【作者单位】黄冈市农业科学院,湖北黄冈438000;黄冈市农业科学院,湖北黄冈438000;黄冈市农业科学院,湖北黄冈438000;黄冈市农业科学院,湖北黄冈438000;黄冈市农业科学院,湖北黄冈438000;黄冈市农业科学院,湖北黄冈438000【正文语种】中文【中图分类】Q755【相关文献】1.黄瓜全基因组热激转录因子(HSFs)的鉴定与表达分析 [J], 陈先知;王燕;史建磊;朱隆静;王克磊;徐坚2.铁皮石斛热激转录因子(Hsf)基因家族鉴定及生物信息学分析 [J], 韩利红;刘潮;张维维;李发;邓发虎;阮子恒3.铁皮石斛热激转录因子(Hsf)基因家族鉴定及生物信息学分析 [J], 韩利红; 刘潮; 张维维; 李发; 邓发虎; 阮子恒4.谷子bZIP转录因子家族的全基因组鉴定与生物信息学分析 [J], 卢平;武懿茂;武强强;李雪垠5.甜瓜热激转录因子(Hsf)基因家族鉴定及生物信息学分析 [J], 司修洋;梁文杰;罗澜;汪宇欣;刘大伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基因组学技术在作物育种中的应用研究在当今的社会中，随着科技的不断发展，基因组学技术（Genomics）在作物育种领域中逐渐得到应用。

基因组学技术可以对单个基因或多个基因进行深入研究，从而实现对作物生长、产量和抗病性等性状的精准掌控。

这一技术的应用不仅可以大大提高作物的产量和品质，还可以降低农业对环境的影响，从而对农业生产和人们的生活都起到了极为重要的作用。

一、基因组学技术的优势基因组学技术在作物育种中的应用主要有以下几个优势：1. 精准度高：基因组学技术可以精确地识别每个生物个体的基因，从而可以针对个体挑选适合的育种方案，提高育种的成功率。

2. 效率高：基因组学技术可以大幅度缩短育种周期，降低育种的成本，进一步提高育种的效率。

3. 范围广：基因组学技术可以同时研究多个基因，从而可以更全面地了解作物的生长和发展，更好地掌控作物品质。

4. 可持续性好：基因组学技术可以降低对土地、水源等资源的消耗，对环境的影响也很小，具有长期的可持续性。

二、基因组学技术在作物育种中的应用研究1. 作物基因组的测序和分析基因组测序是基因组学技术的核心。

通过基因组测序，可以准确地获得作物的基因序列信息，从而对其生长、发育、形态等方面进行深入研究。

这个过程需要大量的数据分析和处理，需要借助计算机和相关的软件进行。

在中国，水稻基因组测序是最早的一个大型项目。

2002年，中国科学院和国家自然科学基金组织了该项目，耗资17亿元。

该项目的最终目标是对水稻基因的全部或绝大部分进行测序，研究水稻的形态、结构、代谢、抗病性等方面的问题，最终实现对水稻育种、生产等方面的精准掌控。

除了水稻之外，玉米、小麦、棉花、萝卜、番茄等作物的基因组测序也已经完成或正在进行中。

2. 作物基因工程技术的研究与应用除了基因组学技术，基因工程技术也是作物育种中的一项重要技术。

基因工程技术可以通过调整或改变作物的基因结构和功能，实现对作物生长和发展过程的精确掌控，从而提高作物的产量和品质。