基因组学与分子育种 ppt课件
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动物分子遗传育种学(第1章)PPT课件
辅助选择育种
利用分子标记技术，对个体的遗传特 性进行快速、准确的鉴定，进而选择 具有优良性状的个体进行繁殖和育种。
05
动物分子遗传育种的应用
动物生产性能的改良
01
02
03
生长速度和肉质
通过分子遗传育种技术， 可以改良动物的生长速度 和肉质，提高养殖效益。
饲料转化率
通过基因编辑技术，可以 改良动物的消化系统，提 高饲料转化率，降低养殖 成本。
繁殖性能
通过基因编辑技术，可以 改良动物的繁殖性能，提 高繁殖率，加速品种改良。
动物抗病性的提高
抗病基因的筛选
通过基因组学和生物信息 学技术，可以筛选出抗病 基因，提高动物的抗病性。
免疫系统的优化
通过基因编辑技术，可以 优化动物的免疫系统，提 高动物对疾病的抵抗力。
抗病表型的鉴定
通过表型组学技术，可以 鉴定出抗病表型，为抗病 育种提供依据。
基因表达与调控
转录
转录是指以DNA为模板合成RNA 的过程，是基因表达的第一步。
翻译
翻译是指以RNA为模板合成蛋白质 的过程，是基因表达的第二步。
表观遗传学
表观遗传学研究基因表达的调控机 制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰 等，这些机制可影响基因的表达水 平。
03
动物育种学基础
动物育种的目标与方法
智能化育种
随着基因组编辑技术的不断进步，动物分 子遗传育种将更加精准高效，能够实现特 定性状的快速改良。
借助大数据和人工智能技术，实现育种过 程的智能化，提高育种效率和准确性。
生物信息学应用
生态友好型育种
利用生物信息学手段，解析动物基因组结 构和功能，为育种提供更加全面的理论支 持。
注重生态环境的保护，发展环境友好型的 育种方法和技术，降低对环境的负面影响 。
利用分子标记技术，对个体的遗传特 性进行快速、准确的鉴定，进而选择 具有优良性状的个体进行繁殖和育种。
05
动物分子遗传育种的应用
动物生产性能的改良
01
02
03
生长速度和肉质
通过分子遗传育种技术， 可以改良动物的生长速度 和肉质，提高养殖效益。
饲料转化率
通过基因编辑技术，可以 改良动物的消化系统，提 高饲料转化率，降低养殖 成本。
繁殖性能
通过基因编辑技术，可以 改良动物的繁殖性能，提 高繁殖率，加速品种改良。
动物抗病性的提高
抗病基因的筛选
通过基因组学和生物信息 学技术，可以筛选出抗病 基因，提高动物的抗病性。
免疫系统的优化
通过基因编辑技术，可以 优化动物的免疫系统，提 高动物对疾病的抵抗力。
抗病表型的鉴定
通过表型组学技术，可以 鉴定出抗病表型，为抗病 育种提供依据。
基因表达与调控
转录
转录是指以DNA为模板合成RNA 的过程，是基因表达的第一步。
翻译
翻译是指以RNA为模板合成蛋白质 的过程，是基因表达的第二步。
表观遗传学
表观遗传学研究基因表达的调控机 制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰 等，这些机制可影响基因的表达水 平。
03
动物育种学基础
动物育种的目标与方法
智能化育种
随着基因组编辑技术的不断进步，动物分 子遗传育种将更加精准高效，能够实现特 定性状的快速改良。
借助大数据和人工智能技术，实现育种过 程的智能化，提高育种效率和准确性。
生物信息学应用
生态友好型育种
利用生物信息学手段，解析动物基因组结 构和功能，为育种提供更加全面的理论支 持。
注重生态环境的保护，发展环境友好型的 育种方法和技术，降低对环境的负面影响 。
《分子育种》课件
基因编辑技术为农作物和动物的遗传改良提供了强有力的工具，可以实现对特定基因的敲除、敲入和敲减等操作，从而达到改良品种和提高生产性能的目的。
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历史回顾
自20世纪50年代以来，分子育种经历了从传统育种到基因工程育种的发展历程，技术手段不断更新和完善。
02
分子育种技术
基因克隆技术是一种通过无性繁殖的方式，将一个DNA片段复制出多个相同片段的技术。
该技术包括限制性内切酶、DNA连接酶和质粒等关键酶和元件，通过限制性内切酶将DNA双链切开，再利用DNA连接酶将切开后的DNA片段与质粒连接，最后将连接产物导入宿主细胞中，实现基因的克隆。
特点
提高育种效率
分子育种能够大幅度缩短育种周期，提高育种效率，加速新品种的培育进程。
优化品种性状
通过精确地定向改良，分子育种能够显著改善品种的性状，提高农作物的产量、品质和抗逆性。
促进农业可持续发展
分子育种有助于培育抗病虫害、抗除草剂等新品种，减少化学农药的使用，降低环境污染，促进农业可持续发展。
提高玉米的抗逆性和产量，减少农药使用，降低生产成本，对保障全球粮食安全具有重要意义。
转基因玉米的争议
关于转基因食品的安全性、对环境和生态的影响等方面存在争议，需要进一步研究和评估。
转基因玉米的研发过程
利用转基因技术将抗虫、抗病、抗旱等外源基因导入玉米细胞，经过组织培养获得转基因植株，再经过多代选育和试验，最终获得具有优良性状的转基因玉米品种。
通过基因工程技术，研发新型疫苗，预防传染病。
疫苗研发
《分子育种》课件
《分子育种》课件一、教学内容本节课的教学内容来自于小学科学五年级下册第五单元第一课时《分子育种》。
本节课的主要内容是让学生了解分子育种的基本概念，掌握分子育种的基本方法，以及了解分子育种在农业生产中的应用。
二、教学目标1. 让学生了解分子育种的基本概念，掌握分子育种的基本方法。
2. 让学生了解分子育种在农业生产中的应用，提高学生的实践能力。
3. 培养学生热爱科学，关注农业生产的情感态度。
三、教学难点与重点重点：让学生了解分子育种的基本概念，掌握分子育种的基本方法。
难点：让学生了解分子育种在农业生产中的应用。
四、教具与学具准备教具：PPT课件、黑板、粉笔。
学具：课本、笔记本、彩笔。
五、教学过程1. 情景引入：教师通过播放一段关于农业生产的视频，引导学生关注农业生产中的科技应用。
2. 讲解分子育种的基本概念：教师通过PPT课件，讲解分子育种的基本概念，让学生了解分子育种的基本原理。
3. 讲解分子育种的基本方法：教师通过PPT课件，讲解分子育种的基本方法，让学生掌握分子育种的基本技巧。
4. 案例分析：教师通过PPT课件，展示一些分子育种在农业生产中的应用案例，让学生了解分子育种的实际应用。
5. 随堂练习：教师通过PPT课件，给出一些关于分子育种的问题，让学生进行随堂练习，巩固所学知识。
6. 作业布置：教师通过PPT课件，布置一些关于分子育种的作业，让学生课后巩固所学知识。
六、板书设计板书设计如下：分子育种基本概念→ 基本方法→ 应用案例七、作业设计1. 题目：请简述分子育种的基本概念。
答案：分子育种是指通过分子生物学技术，对生物体的基因进行改造，以达到改良生物品种的目的。
2. 题目：请列举两种分子育种的方法。
答案：基因重组、基因编辑。
3. 题目：请举例说明分子育种在农业生产中的应用。
答案：转基因抗虫棉、转基因抗病水稻。
八、课后反思及拓展延伸课后反思：本节课通过讲解分子育种的基本概念、基本方法和应用案例，让学生了解了分子育种的相关知识。
育种与全基因组选择-19页PPT资料
利用表型数据和分子数据的组合，减少田间试验 数量，提高育种效率
利用MAS的潜在优势
Meuwissen & Goddard, 2019 (GSE)
三种不同类型的分子标记
直接的标记 功能性 的变异- 已知的基因
LD 标记
分子标记与数量性状位点的关联 存在于整个群体当中
LE 标记 分子标记与数量性状位点的关联 不存在于整个群体当中，而只存 在于家系当中
分子标记贡献ˆk 量的估计值
利用分子标记 贡献量的估计 值估计其他基 因型的表现型
GE BV ˆkgik
The infinitesimal model (Fischer 1918) vs. The finite loci model
统计方法
Ridge Regression
ˆX 'XI 1X 'y
+50
550
500
GQ GQ Aq Aq Aq
目标：
找到主要基因或者 和主要基因联系紧 密的分子标记
用分子标记辅助选 择育种 MAS
Marker-Assisted Selection
分子辅助选择策略
数量遗传性状黑箱
基因
数量遗传性状灰箱
重要基因 分子标记 数量位点QTL
表现型数据 分子数据
分子辅助选择
杂交1
杂交2
杂交3
杂交4
MAS应用受限制的原因
分子标记的数量过少 分子标记只能解释非常少的遗传方差分量 基因分型的成本过高 分子标记/数量性状位点（QTL）的贡献量估计值
不稳定
贡献量大的位点倾向于被高估 分子标记贡献量之在家系和控制试验中有意义 分子标记/QTL的贡献量与遗传背景 和（或者） 环境的
《分子育种》PPT课件
利用分子育种手段保护濒危畜禽 品种资源，维护生物多样性。
通过分子设计育种技术创制具有 自主知识产权的畜禽新品种，提
升我国畜牧业的国际竞争力。
06
分子育种面临的挑战与展望
分子育种面临的技术挑战
基因组编辑技术的精确性和效率
尽管CRISPR-Cas9等基因组编辑技术为分子育种带来了革 命性突破，但其精确性和效率仍需进一步提高，以减少脱 靶效应和基因表达的不可预测性。
结合传统育种和分子育种技术，创制 出适应未来农业发展的多功能作物新 品种。
利用合成生物学手段，设计并构建人 工生物系统，实现作物的多功能化。
05
分子育种在畜牧业中的应用
提高畜禽生产性能
通过基因编辑技术，精准改良 影响畜禽生长、繁殖等性状的 关键基因，提高生产性能。
利用分子标记辅助选择，快速 筛选具有优良生产性能的畜禽 品种。
《分子育种》PPT课 件
目录
• 引言 • 分子育种的基本原理 • 分子育种的技术方法 • 分子育种在作物改良中的应用 • 分子育种在畜牧业中的应用 • 分子育种面临的挑战与展望
01
引言
分子育种的背景与意义
背景
随着生物技术的飞速发展，分子 育种应运而生，为作物遗传改良 提供了新途径。
意义
分子育种可实现基因水平的精准 改良，提高作物产量、品质和抗 逆性，对保障粮食安全具有重要 意义。
基因编辑技术可能带来生物安全风险和伦理问题，需要进行严格的安全
评估和伦理审查。
03
分子育种的技术方法
分子标记技术
基于DNA的分子标记
利用DNA序列多态性进行标记，如RFLP、SSR等。
基于RNA的分子标记
利用RNA表达水平多态性进行标记，如SNP、EST等。
动物基因组学PPT课件
常用动物模型
小鼠、大鼠、猴子、狗等都是常用的动物模型。
主要成果
通过动物模型研究，科学家们发现了许多与人类疾病和行为特征相关 的基因和机制，为人类生物学和医学研究提供了重要依据。
农业动物基因组学研究
01
农业动物基因组学研究
农业动物基因组学研究旨在通过基因组学手段改良农业动物的遗传性状，
提高其生产性能和健康水平。
疾病诊断与预防
动物基因组学有助于发现与人类疾病相关的基因变异，为疾病的早期诊断和预防提供依据 。
生物治疗
动物基因组学为生物治疗提供了新的手段，例如基因治疗和细胞治疗等，可用于治疗遗传 性疾病和癌症等疾病。
农业领域
品种改良
动物基因组学为农业领域提供了新的育种手段，通过基因编辑和基因转移等技术，可以 快速培育出抗逆性强、产量高、品质优良的动植物新品种。
主要研究对象
虎、狮、豹、过野生动物基因组学研究，科学家们深入了解了野生动 物的生物学特征、进化和保护情况，为野生动物保护和生 态平衡维护提供了重要依据。
04
动物基因组学应用前景
生物医药领域
药物研发
动物基因组学为药物研发提供了新的途径，通过研究动物基因的表达和调控，可以发现新 的药物靶点，提高药物研发的效率和成功率。
现状
目前，动物基因组学的研究已经取得了丰硕的成果，包括多种动物的基因组测序 和解析，以及基于基因组学的动物功能基因研究和应用探索。同时，随着新一代 测序技术和计算生物学的发展，动物基因组学的研究将更加深入和广泛。
02
动物基因组学基础知识
基因与基因组
01
02
03
基因
遗传信息的最小功能单位， 负责编码蛋白质或RNA分 子。
表观遗传学
小鼠、大鼠、猴子、狗等都是常用的动物模型。
主要成果
通过动物模型研究，科学家们发现了许多与人类疾病和行为特征相关 的基因和机制，为人类生物学和医学研究提供了重要依据。
农业动物基因组学研究
01
农业动物基因组学研究
农业动物基因组学研究旨在通过基因组学手段改良农业动物的遗传性状，
提高其生产性能和健康水平。
疾病诊断与预防
动物基因组学有助于发现与人类疾病相关的基因变异，为疾病的早期诊断和预防提供依据 。
生物治疗
动物基因组学为生物治疗提供了新的手段，例如基因治疗和细胞治疗等，可用于治疗遗传 性疾病和癌症等疾病。
农业领域
品种改良
动物基因组学为农业领域提供了新的育种手段，通过基因编辑和基因转移等技术，可以 快速培育出抗逆性强、产量高、品质优良的动植物新品种。
主要研究对象
虎、狮、豹、过野生动物基因组学研究，科学家们深入了解了野生动 物的生物学特征、进化和保护情况，为野生动物保护和生 态平衡维护提供了重要依据。
04
动物基因组学应用前景
生物医药领域
药物研发
动物基因组学为药物研发提供了新的途径，通过研究动物基因的表达和调控，可以发现新 的药物靶点，提高药物研发的效率和成功率。
现状
目前，动物基因组学的研究已经取得了丰硕的成果，包括多种动物的基因组测序 和解析，以及基于基因组学的动物功能基因研究和应用探索。同时，随着新一代 测序技术和计算生物学的发展，动物基因组学的研究将更加深入和广泛。
02
动物基因组学基础知识
基因与基因组
01
02
03
基因
遗传信息的最小功能单位， 负责编码蛋白质或RNA分 子。
表观遗传学
分子育种PPT课件
为了防止出现自动修正作用，可用α-硫代三磷酸核苷作 为底物，这种类似物不为酶所识别和纠正。
30
31
（四）不完全配对的低聚核苷酸介导法
以上的碱基取代都是在双链DNA分子的某个单 链区域进行的。在双链DNA上要利用限制酶来 切开一个单链裂口，这就意味着所发生的取代 只能在限制酶切点的附近，这种空间的限制作 用使上述方法具有一定的局限性。
说明：lipase脂肪酶，esterase酯酶，triglyceride三甘油酯，Degradation降解， Detergent additives洗涤剂添加剂，hydrolysis水解
16
Lipases
Kinetic Resolutions of Chiral Alcohols and Acids
其对象可以是蛋白质或多肽，也可以核酸和其他大分子， 甚至是一些生物体中的小分子。
它通过人工合成或借助于重组 DNA技术，人为制造大 量的变异体，然后按照特定的需要和目的，给予选择压 力，或通过高通量筛选技术，将满足特定目的的分子筛 选出来，从而实现试管中分子水平上的模拟进化。
3
定向进化是一个由构建突变体库，突变体表 达，表达后筛选三个步骤组成的循环递进过 程，需要：
变的频率，其中比较常用的Kunkel提出的一种 配合该技术的诱变体产量富集法。
37
这种方法用具dut和ung基因缺陷的大肠杆菌制 备M13载体。
dut基因编码催化dUTP分解的dUTPase，该基因 缺陷会使细胞中dUTP含量升高，导致复制时少 量dUTP代替dTTP掺入DNA。
ung基因编码尿嘧啶DNA糖基化酶，该基因缺失 后，不能除去掺入DNA的dUTP。
12
定向进化技术包括：
定点突变（定点的） 易错PCR（随机的） DNA重排（重组的） ……
30
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（四）不完全配对的低聚核苷酸介导法
以上的碱基取代都是在双链DNA分子的某个单 链区域进行的。在双链DNA上要利用限制酶来 切开一个单链裂口，这就意味着所发生的取代 只能在限制酶切点的附近，这种空间的限制作 用使上述方法具有一定的局限性。
说明：lipase脂肪酶，esterase酯酶，triglyceride三甘油酯，Degradation降解， Detergent additives洗涤剂添加剂，hydrolysis水解
16
Lipases
Kinetic Resolutions of Chiral Alcohols and Acids
其对象可以是蛋白质或多肽，也可以核酸和其他大分子， 甚至是一些生物体中的小分子。
它通过人工合成或借助于重组 DNA技术，人为制造大 量的变异体，然后按照特定的需要和目的，给予选择压 力，或通过高通量筛选技术，将满足特定目的的分子筛 选出来，从而实现试管中分子水平上的模拟进化。
3
定向进化是一个由构建突变体库，突变体表 达，表达后筛选三个步骤组成的循环递进过 程，需要：
变的频率，其中比较常用的Kunkel提出的一种 配合该技术的诱变体产量富集法。
37
这种方法用具dut和ung基因缺陷的大肠杆菌制 备M13载体。
dut基因编码催化dUTP分解的dUTPase，该基因 缺陷会使细胞中dUTP含量升高，导致复制时少 量dUTP代替dTTP掺入DNA。
ung基因编码尿嘧啶DNA糖基化酶，该基因缺失 后，不能除去掺入DNA的dUTP。
12
定向进化技术包括：
定点突变（定点的） 易错PCR（随机的） DNA重排（重组的） ……
医学分子生物学-基因组ppt课件
结构基因:基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列
调控序列:启动子/增强子/加尾信号
基因组(Genome)
细胞或生物体 一套完整单倍体的遗传物质的总和。
人
(Homo Sapien)
常染色体： 22 性染色体： X,Y
线粒体
n 基因组储存了生物体整套的遗传信息
n 不同生物基因组蕴含的遗传信息量有着巨大的 差别
反向重复序列 7.功能相关的基因构成各种基因家族(gene family) 8.存在可移动的遗传因素(mobile genetic element) 9.体细胞为双倍体，配子(精子/卵子)为单倍体
n (多)基因家族：指核苷酸序列或编码产物的结构具 有一定程度同源性的一组基因，它们功能相似。
n 基因超家族：一组由多基因家族及单基因组成的更大 的基因家族。它们的结构有程度不等的同源性，但功 能并不一定相同，甚至毫无相同之处。在进化上亲缘 关系较远。
Hairpin
5’
3’
小结构基因没有翻译起始序列
Splicing
DNA病毒 RNA过程
HBV 基因结构
原核生物基因组
模式生物: 大肠杆菌 (E.coli)
细菌的遗传物质
Genome DNA
plasmid
Transposable element
原核生物基因组结构与功能特点*
1、为一条环状双链DNA(无典型染色体结构,拟核) 2、只有一个复制起点(Ori) 3、具有操纵子结构V 4、重复序列少:绝大部分基因为单拷贝(99.7%) 5、可表达基因约50% ，>真核生物， <病毒
n 假基因：多基因家族中，某些成员并不能表达出有功 能的产物。与有功能的基因同源，但因突变等原因失 活，可能为进化的痕迹。
调控序列:启动子/增强子/加尾信号
基因组(Genome)
细胞或生物体 一套完整单倍体的遗传物质的总和。
人
(Homo Sapien)
常染色体： 22 性染色体： X,Y
线粒体
n 基因组储存了生物体整套的遗传信息
n 不同生物基因组蕴含的遗传信息量有着巨大的 差别
反向重复序列 7.功能相关的基因构成各种基因家族(gene family) 8.存在可移动的遗传因素(mobile genetic element) 9.体细胞为双倍体，配子(精子/卵子)为单倍体
n (多)基因家族：指核苷酸序列或编码产物的结构具 有一定程度同源性的一组基因，它们功能相似。
n 基因超家族：一组由多基因家族及单基因组成的更大 的基因家族。它们的结构有程度不等的同源性，但功 能并不一定相同，甚至毫无相同之处。在进化上亲缘 关系较远。
Hairpin
5’
3’
小结构基因没有翻译起始序列
Splicing
DNA病毒 RNA过程
HBV 基因结构
原核生物基因组
模式生物: 大肠杆菌 (E.coli)
细菌的遗传物质
Genome DNA
plasmid
Transposable element
原核生物基因组结构与功能特点*
1、为一条环状双链DNA(无典型染色体结构,拟核) 2、只有一个复制起点(Ori) 3、具有操纵子结构V 4、重复序列少:绝大部分基因为单拷贝(99.7%) 5、可表达基因约50% ，>真核生物， <病毒
n 假基因：多基因家族中，某些成员并不能表达出有功 能的产物。与有功能的基因同源，但因突变等原因失 活，可能为进化的痕迹。
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二 线粒体基因组的结构特点
• 1 DNA裸露，环状或线状 • 2 分子长度差异大，同一细胞内也有差异 • 3 非均一性 • 4 操纵子结构，为多顺反子 • 5 易发生变异 • 6 表达调控类似原核生物 • 7 只有一个复制起点 • 8 核外遗传，属母系遗传
三 叶绿体基因组结构特点
• 1 DNA裸露，环状 • 2 遗传物质含量小，变化大 • 3 不含有5’-甲基胞嘧啶 • 4 操纵子结构，为多顺反子 • 5 几乎所有核糖体操纵子基因顺序都一样 • 6 表达调控类似原核生物 • 7 只有一个复制起点 • 8 核外遗传，属母系遗传
❖ 高密度的遗传图谱为基因组测序和遗传 研究奠定了坚实的基础。
物理图谱的构建
❖ 用分子生物学方法直接检测DNA标记
在染色体上的实际位置绘制成的图谱称为 物理图谱。
❖ 有遗传图谱为什么还要构建物理图谱？
遗传图谱的缺陷
❖ 分辨率有限 ❖ 人类只能研究少数减数分裂事件，不能
获得大量子代个体 ❖ 测序要求每个标记的间隔小于100kb ❖ 实际是599kb
第三节 基因组图谱构建
遗传图谱（genetic map） 物理图谱（physical map）
遗传图谱的构建方法 ❖ 理论基础: 连锁与交换 ❖ 基本方法: 两点测验法和三点测验法
植物遗传图谱的构建
❖ 选择研究材料（亲本） ❖ 构建分离群体 ❖ 遗传标记检测 ❖ 标记间的连锁分析
选择亲本
➢ 要求亲缘关系远，遗传差异大
C. 转录图谱：以EST为位标，根据转录顺序的位置和距离绘制 的图谱，它是染色体DNA某一区域内所有可转录序列的分布图， 是基因图的雏形.反映在正常或受控条件下能够表达的cDNA片 段数目、种类、结构与功能的信息。
人基因组 1号染色体局部
D. 序列图谱：以某一染色体上所含的全部碱基顺序绘制的图谱。
（functional genomics)
内
利用结构基因组学提供的信息，以高通量，大规模
容
实验方法及统计与计算机分析为特征，全面系统地
分析全部基因的功能。研究角度包括：生物学功能、
细胞学功能、发育学功能等。
结
A.遗传图谱
构
基
B.物理图谱
因
C.转录图谱组D.序列图谱来自学水稻1号染色体
A. 遗传图谱：指基因或DNA 标记在染色体上的相对位置与 遗传距离。通常用cM表示 （基因或DNA片段在染色体 交换过程中分离的频率）。通 过该图谱可分清各基因或 DNA片段之间的相对距离与 方向，如靠近着丝粒或端粒.
B. 物理图谱：指DNA序列上两点间的实际距离。用于 确定各遗传标志间的物理距离有两种物理图谱：（1） 以已定位的DNA序列标记位点（STS）为位标，以 DNA实际长度为图谱距离的基因组图谱。（2）由 YAC和/或细菌人工染色体（BAC）连续克隆重叠群组 成的物理图谱。
A comprehensive rice transcript map containing 6591 expressed sequence tag sites
功能基因组学：基因功能预测
所要预测的基因类型
编码基因（protein-coding genes）
假基因（pseudogenes）
RNA基因（functional RNA genes）
--tRNA
transfer RNA
--rRNA
ribosomal RNA
--snoRNA small nucleolar RNA
• 定义：研究基因组结构、功能和进化的 科学。
基因组学研究应该包括两方面的内容：
基
以全基因组测序为目标的结构基因组学
（structural genomics）
因 弄清基因组中全部基因的位置和结构，为基因功能的
组
研究奠定基础。其目的是建立高分辨的遗传图谱、
学
物理图谱、转录图谱和序列图谱。
研 究
以基因功能鉴定为目标的功能基因组学
标记间的连锁分析
❖利用在两个亲本间有多态性的标记分析 分离群体中所有个体的基因型
❖根据连锁交换的情况，确定标记之间的 连锁关系和遗传距离
❖有计算机软件可以应用
水稻遗传图
❖ 1994年，水稻第一张高密度遗传图谱 927个位点， 1383个标记
❖ 1998年，1157个位点，2275个标记
❖ 2000年，3267个标记
遗传图谱的缺陷
• 精确性不够 • 经典遗传学认为，交换是随机发生的 • 基因组中有些区域是重组热点 • 倒位、重复等染色体结构变异会限制交
第一节 基本概念
• 1 基因组genome：一个物种单倍体细胞 所含有的整套染色体，物种全部遗传信 息的总和，包括核基因组和细胞器基因 组。
• 植物基因组包括三部分：核基因组、线 粒体基因组、叶绿体基因组
2 基因组学genomics
• 1986年提出，至今20年，已经发展成为 遗传学中最重要的分支学科。
--snRNA small nuclear RNA
--miRNA microRNA
编码基因预测
几类外显子（ exons）: -- 非翻译区（noncoding） -- 启始外显子（initial coding exons） -- 中间外显子（internal exons） -- 终止外显子（terminal exons） -- 单一外显子基因（some single-exon genes）
基因预测方法
同源序列法 Homology-based searches
依靠以前鉴定的基因序列
比较基因组学 comparative genomics
不同物种染色体同源区段进行比较, 分析和预测基因功能
第二节 植物细胞基因组结构 特点
• 一 核基因组结构特点 • 1 由多条染色体组成，以染色质形态存于核内 • 2 遗传物质含量差异最大。1000多倍 • 3 无操纵子结构，基因以基因家族形式出现。 • 4 非编码区多于编码区 • 5 基因不连续，为断裂基因 • 6 转录物为单顺反子 • 7 多个复制起点 • 8 符合孟德尔规律
➢ 但又不能相差太大以导致引起子代不育。
➢ 对备选材料进行多态(差异)性检测，综合 测定结果，选择有一定量多态性的一对或 几对材料作为遗传作图亲本。
构建作图群体
遗传标记的染色体定位
❖ 利用遗传学方法或其它方法将少数标记 锚定在染色体上，作为确定连锁群的参 照系。
❖ 常用的方法： 单体分析 三体分析 代换系分析 附加系分析