當(dāng)代植物生物學(xué)研究進展最快的領(lǐng)域

1、當(dāng)代植物生物學(xué)研究進展最快的領(lǐng)域當(dāng)代植物生物學(xué)研究進展最快的領(lǐng)域當(dāng)代植物生物學(xué)研究進展最快的領(lǐng)域劉進平編基因組學(xué)（Genomics）是對所有基因進行基因組作圖（包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄本圖譜），核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一門科學(xué)。因此，基因組研究應(yīng)該包括兩方面的內(nèi)容：以全基因組測序為目標的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralgenomics）和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學(xué)（functionalgenomics)，又

2、被稱為后基因組學(xué)（postgenomics），它利用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實驗手段，通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使得生物學(xué)研究從對單一基因或蛋白質(zhì)研究轉(zhuǎn)向多個基因或蛋白質(zhì)同時進行系統(tǒng)的研究。這是在基因組靜態(tài)的堿基序列弄清楚之后轉(zhuǎn)入對基因組動態(tài)的生物學(xué)功能學(xué)研究。研究內(nèi)容包括基因功能發(fā)現(xiàn)、基因表達分析及突變檢測?；虻墓δ馨ǎ荷飳W(xué)功能，如作為蛋白質(zhì)激酶對特異蛋白質(zhì)進行磷酸化修飾；細胞學(xué)功能，如參與

3、細胞間和細胞內(nèi)信號傳遞途徑；發(fā)育上功能，如參與形態(tài)建成等。采用的手段包括經(jīng)典的減法雜交、差示篩選、cDNA代表差異分析以及mRNA差異顯示等，及對基因進行全面系統(tǒng)的分析的新技術(shù)如基因表達的系統(tǒng)分析（serialanalysisofgeneexpression，SAGE）、cDNA微陣列（cDNAmicroarray）、DNA芯片（DNAchip）等。植物基因組學(xué)得到了迅速發(fā)展，除擬南芥、水稻等植物基因組的大規(guī)模測序外，鑒定和發(fā)現(xiàn)表達基因

4、最快的途徑就是確定EST，目前在很多公共數(shù)據(jù)庫中已有不少EST數(shù)據(jù)，開展EST研究較多的作物包括大豆、番茄、玉米和水稻等，其它植物如綠豆、橡膠樹、云杉、白楊、木薯、一些牧草作物、蘿卜、胡蘿卜、芥菜、草莓、紅小豆、豇豆、菜豆、苜蓿EST數(shù)據(jù)也在不斷累積。因為在對某植物對全序列進行測序之前，EST數(shù)據(jù)庫將是發(fā)現(xiàn)基因、進行種間序列比較、通過分子標記和表達分析的克隆等最有價值的資源。比較來自不同器官和不同生理環(huán)境下的EST還可以得到表達類型方面

5、的初步信息。此外，基于DNA芯片的基因功能分析、基因產(chǎn)物蛋白質(zhì)的表達分析、利用正向和反向遺傳學(xué)技術(shù)（如插入突變建立突變體原則的多樣性，缺乏一種高通量的識別工具仍然是蛋白質(zhì)組學(xué)深入研究的瓶頸。因此，一些新的技術(shù)也由此孕育而生，換言之，發(fā)展可替代或補充雙向凝膠電泳的新方法已成為蛋白質(zhì)組研究技術(shù)最主要的目標。目前，二維色譜（2DLC）、二維毛細管電泳（2DCE）、液相色譜－毛細管電泳（LCCE）等新型分離技術(shù)都有補充和取代雙向凝膠電泳之勢。另

6、一種策略則是以質(zhì)譜技術(shù)為核心，開發(fā)質(zhì)譜鳥槍法（Shotgun）、毛細管電泳質(zhì)譜聯(lián)用（CEMS）等新策略直接鑒定全蛋白質(zhì)組混合酶解產(chǎn)物。隨著對大規(guī)模蛋白質(zhì)相互作用研究的重視，發(fā)展高通量和高精度的蛋白質(zhì)相互作用檢測技術(shù)也被科學(xué)家所關(guān)注。此外，蛋白質(zhì)芯片的發(fā)展也十分迅速，并已經(jīng)在臨床診斷中得到應(yīng)用。蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫是蛋白質(zhì)組研究水平的標志和基礎(chǔ)。瑞士的SWISSPROT擁有目前世界上最大，種類最多的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫。丹麥、英國、美國等也都建立了各

7、具特色的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫。生物信息學(xué)的發(fā)展已給蛋白質(zhì)組研究提供了更方便有效的計算機分析軟件。新聞報道稱，人類蛋白質(zhì)組計劃（HumanProteomeProject）日前正在積極籌備，旨在歸類和描繪出人體內(nèi)的所有蛋白質(zhì)。如果能夠?qū)崿F(xiàn)，這將是繼“人類基因組計劃”后又一宏偉壯舉。植物蛋白質(zhì)組學(xué)是在基因組學(xué)的研究成就和高通量的蛋白質(zhì)分析技術(shù)得到突破的背景下產(chǎn)生的新興學(xué)科。植物蛋白質(zhì)組學(xué)作為蛋白質(zhì)組學(xué)的一個的分支，將成為后基因時代的重要組成，未來研

8、究和發(fā)展植物生理學(xué)提供了堅實的基礎(chǔ)和理論依據(jù)。植物蛋白質(zhì)組學(xué)研究的主要內(nèi)容包括植物生理蛋白質(zhì)組學(xué)、植物遺傳多樣性蛋白質(zhì)組學(xué)、植物突變體蛋白質(zhì)組學(xué)、植物發(fā)育蛋白質(zhì)組學(xué)等。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法包括蛋白質(zhì)樣品的制備、2DE凝膠電泳、質(zhì)譜技術(shù)、蛋白質(zhì)芯片技術(shù)、酵母雙雜交技術(shù)、生物信息學(xué)等。發(fā)育生物學(xué)是目前生命科學(xué)的前沿之一，也是生命科學(xué)研究領(lǐng)域中最活躍的學(xué)科之一。它是研究一個生物個體是如何通過不斷的細胞分裂過程，從一個單細胞的受精卵發(fā)育形成如此