當代植物生物學研究進展最快的領域

1、當代植物生物學研究進展最快的領域當代植物生物學研究進展最快的領域當代植物生物學研究進展最快的領域劉進平編基因組學（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。因此，基因組研究應該包括兩方面的內容：以全基因組測序為目標的結構基因組學（structuralgenomics）和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學（functionalgenomics)，又

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

3、細胞間和細胞內信號傳遞途徑；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、基因產物蛋白質的表達分析、利用正向和反向遺傳學技術（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組學深入研究的瓶頸。因此，一些新的技術也由此孕育而生，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組研究技術最主要的目標。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、一種策略則是以質譜技術為核心，開發(fā)質譜鳥槍法（Shotgun）、毛細管電泳質譜聯(lián)用（CEMS）等新策略直接鑒定全蛋白質組混合酶解產物。隨著對大規(guī)模蛋白質相互作用研究的重視，發(fā)展高通量和高精度的蛋白質相互作用檢測技術也被科學家所關注。此外，蛋白質芯片的發(fā)展也十分迅速，并已經在臨床診斷中得到應用。蛋白質組數(shù)據(jù)庫是蛋白質組研究水平的標志和基礎。瑞士的SWISSPROT擁有目前世界上最大，種類最多的蛋白質組數(shù)據(jù)庫。丹麥、英國、美國等也都建立了各

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

8、究和發(fā)展植物生理學提供了堅實的基礎和理論依據(jù)。植物蛋白質組學研究的主要內容包括植物生理蛋白質組學、植物遺傳多樣性蛋白質組學、植物突變體蛋白質組學、植物發(fā)育蛋白質組學等。蛋白質組學的研究方法包括蛋白質樣品的制備、2DE凝膠電泳、質譜技術、蛋白質芯片技術、酵母雙雜交技術、生物信息學等。發(fā)育生物學是目前生命科學的前沿之一，也是生命科學研究領域中最活躍的學科之一。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