當(dāng)代植物生物學(xué)研究進(jìn)展最快的領(lǐng)域

1、當(dāng)代植物生物學(xué)研究進(jìn)展最快的領(lǐng)域當(dāng)代植物生物學(xué)研究進(jìn)展最快的領(lǐng)域當(dāng)代植物生物學(xué)研究進(jìn)展最快的領(lǐng)域劉進(jìn)平編基因組學(xué)（Genomics）是對(duì)所有基因進(jìn)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(mén)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(cè)序?yàn)槟繕?biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralgenomics）和以基因功能鑒定為目標(biāo)的功能基因組學(xué)（functionalgenomics)，又

2、被稱(chēng)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(shí)驗(yàn)手段，通過(guò)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(duì)單一基因或蛋白質(zhì)研究轉(zhuǎn)向多個(gè)基因或蛋白質(zhì)同時(shí)進(jìn)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(duì)基因組動(dòng)態(tài)的生物學(xué)功能學(xué)研究。研究?jī)?nèi)容包括基因功能發(fā)現(xiàn)、基因表達(dá)分析及突變檢測(cè)。基因的功能包括：生物學(xué)功能，如作為蛋白質(zhì)激酶對(duì)特異蛋白質(zhì)進(jìn)行磷酸化修飾；細(xì)胞學(xué)功能，如參與

3、細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)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(duì)基因進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析的新技術(shù)如基因表達(dá)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(cè)序外，鑒定和發(fā)現(xiàn)表達(dá)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(kù)中已有不少EST數(shù)據(jù)，開(kāi)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(shù)、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?yàn)樵趯?duì)某植物對(duì)全序列進(jìn)行測(cè)序之前，EST數(shù)據(jù)庫(kù)將是發(fā)現(xiàn)基因、進(jìn)行種間序列比較、通過(guò)分子標(biāo)記和表達(dá)分析的克隆等最有價(jià)值的資源。比較來(lái)自不同器官和不同生理環(huán)境下的EST還可以得到表達(dá)類(lèi)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(dá)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(shí)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(bǔ)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(biāo)。目前，二維色譜（2DLC）、二維毛細(xì)管電泳（2DCE）、液相色譜－毛細(xì)管電泳（LCCE）等新型分離技術(shù)都有補(bǔ)充和取代雙向凝膠電泳之勢(shì)。另

6、一種策略則是以質(zhì)譜技術(shù)為核心，開(kāi)發(fā)質(zhì)譜鳥(niǎo)槍法（Shotgun）、毛細(xì)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(duì)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(cè)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(kù)是蛋白質(zhì)組研究水平的標(biāo)志和基礎(chǔ)。瑞士的SWISSPROT擁有目前世界上最大，種類(lèi)最多的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)。丹麥、英國(guó)、美國(guó)等也都建立了各

7、具特色的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)。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(jì)算機(jī)分析軟件。新聞報(bào)道稱(chēng)，人類(lèi)蛋白質(zhì)組計(jì)劃（HumanProteomeProject）日前正在積極籌備，旨在歸類(lèi)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(lèi)基因組計(jì)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(gè)的分支，將成為后基因時(shí)代的重要組成，未來(lái)研

8、究和發(fā)展植物生理學(xué)提供了堅(jiān)實(shí)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(gè)生物個(gè)體是如何通過(guò)不斷的細(xì)胞分裂過(guò)程，從一個(gè)單細(xì)胞的受精卵發(fā)育形成如此