海藻技术2011.12.20.ppt

藻类基因组学研究进展 藻类是最简单的植物，结构简单,无根、茎、叶分化,一般都具有进行光合作用的色素,属于自养植物。藻类包含原核的蓝藻如原绿藻，真核的红藻、绿藻、褐藻等。藻类植物跨越了原核和真核两界,对于了解生物起源、演化及机制意义重大,是生物学家共同关注的热点之一。 基因组是全体基因的总和.其研究目标是破译生物的遗传信息，建立完整的遗传信息数据库，只有研究生物的基因组，才能最终阐明生物遗传和生命现象的奥秘. 前言 基因组学研究方法 绘制遗传图谱和物理图谱 AFLP,SSR等分子标记促进绘制高精度遗传图谱 DNA测序技术和计算机序列分析 随着分子生物技术的发展,越来越多的物种包括藻类被不同程度地测序：基因组测序和EST；建立了基因文库中心 (Gen Bank)贮存、分析、处理各种生物的DNA序列、遗传图谱 完成测序的藻 红藻( Cyanidioschyzon merolae )； 集胞藻(Synechocystis sp.PCC6803）； 鱼腥藻(Anabaenasp.pCC7120)； 聚球藻(Synechococcus sp.WH8120)； 嗜热聚球藻(Thermosynechococcus elongates BP-1)； 胶菌藻(Gloeobacter violaceus PCC7421)； 原绿藻(prochlorococcus marinusMED4; P.marinusMIT9313P.marinusCCMP1375; P.marinusCCMP1986;P.marinusSAR-1) 绿藻 (莱茵衣藻Chlamydomonas reinhardtii)、 强壮团藻Volvox carteri、古老的，最小的藻 （Ostreococcustauri、Ostreococcus lucimarinus） 小球藻Chlorella NC64A 。 硅藻（海链藻Thalassiosira pseudonana；三角褐指藻 Phaeodactylum tricornutum)。 基因组测序 正在进行基因组测序, 包括 Alexandrium tamarense; Amphidinium operculatum; Aureococcus anophagefferens; Chlorella vulgaris等藻。 在藻类中除了基因组序列之外, 还有大量的表达序列标签( EST)已被测序, 这些序列可从NCB I网站 EST 数据库获得。EST数据来自硅藻、绿藻、红藻、褐藻、金藻和腰鞭毛虫,这些EST 序列为全长 cDNA 的获得奠定了基础。 基因组 核基因组 线粒体基因组 质体基因组 Kuck首次测序了斜生栅列藻(S. obliquus)线粒体全基因组序列(NC_002254）。 Burger等测定了Porphyra purpurea的线粒体全序列,环形排列的36 753个碱基对中包含了57个紧密排列的基因。 Leblanc结合红藻线粒体数据分析了线粒体基因组,认为线粒体从十亿年前到现在结构和功能发生了很大的变化,植物线粒体庞大且有重排趋势,真菌、动物则有减少趋势。 线粒体基因组 质体是植物细胞中的光合细胞器,在高等植物及绿藻中称为叶绿体。基因组一般都是闭合环状的DNA分子,藻类质体基因组大小在73~400 kb之间,比高等植物的大。 已建立了20多种藻类质体基因组的物理图谱与部分基因图谱,有18种已被完全测序。 质基因组 Glockner于2000年测序分析了单细胞红藻高温红藻(Cyanidium caldarium）的叶绿体基因,发现了一些特殊的结构特征,例如非遗传信息区域的发夹结构,没有大的重复单元,并且认为这种叶绿体基因组的结构是最原始的 。 莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardttii)是一种单细胞真核绿藻,只含有一个叶绿体,是研究光合作用过程的很好的模型。 Asamizu等从光合自养生长的单细胞莱茵衣藻的均一化、大片段cDNA文库中筛选了11571个5’ 端EST Crepineau等分别从掌状海带(Laminaria digitata)配子体和孢子体的cDNA文库中选取了大约500条序列进行EST分析。在配子体的412个EST中有39%与已知序列相似,而孢子体的493个中有48%的相似。 Nikaido等从条斑紫菜配子体的cDNA文库中建立了101