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