基因组测序技术的发展及其在动植物研究中的应用教学目的与要求：1、了解基因组测序技术的发展2、掌握基因组测序技术的原理3、掌握测序技术应用基础重点与难点1、第二代基因组测序的技术原理2、基因组测序技术与应用研究的结合人类基因组计划（HGP）人类在20世纪末开始了的探索自身为主要目的的伟大科学计划——人类基因组计划，其重要意义完全可以与原子弹计划和阿波罗登月计划相比。1990年10月由美国首先提出并启动了人类基因组计划，即计划对人类23对染色体中所包含的约3万个基因中的约30亿个碱基的序列进行检测；从而获得人类自身的最基本的生物学信息。于2003年6月26日全部完成。其中我国完成了第3号染色体中的3千万个碱基序列测定任务。HGP对人类的重要意义1）HGP对人类疾病基因研究及医学的贡献2）HGP对生物技术的贡献3）HGP对社会经济的重要影响4）HGP对生物进化研究的影响HGP带来的负面作用基因组计划的实施会带来许多伦理学、法学和社会学问题。基因专利战：现在美国好几家大公司均参入人类基因组计划，每克隆鉴定一个基因，他们就将整个基因申请专利，占为己有。基因与个人隐私：致病基因的鉴定将使人们得知自己患某些癌症的概率。基因资源的掠夺战：种族选择性—灭绝性—生物武器等。水稻的基因组2002年我国科学家完成了水稻基因组定序和初步分析。出人意料的是，水稻的基因竟比人类基因还要多得多。人类基因大约有3-4万个，水稻有46022-55615个基因。因此水稻基因组可说是继人类基因组之后，完成测序的最大基因组，也是至今已知最大的植物基因组。由于水稻是全球半数以上人口的主食，对解决全球粮食问题具有重要意义。≈470元/G一、测序技术的发展1996年2006年二、基因组测序技术分类1、按物种分类：动物基因组测序、植物基因组测序、微生物基因组测序、人类基因组测序2、按测序材料分类：基因组DNA测序、转录组测序、小RNAs测序5ˊPP5ˊ3ˊHOOH3ˊ5ˊPOH3ˊP325ˊ5ˊPOH3ˊHODNA聚合酶，dATP，dTTP，dGTP，dCTPddGTPddATPddTTPddCTP制备单链DNA加放射性引物三、第一代DNA测序技术ddGTPddATPddTTPddCTP5ˊ32P-GTCATGTGCTAG5ˊ32PGTCATGTGCTA5ˊ32PGTCATGTGCT5ˊ32PGTCATGTGC5ˊ32PGTCATGTG5ˊ32PGTCATGT5ˊ32PGTCATG5ˊ32PGTCAT5ˊ32PGTCA5ˊ32PGTC5ˊ32PGT5ˊ32PG聚合产物分别在4个泳道电泳从下到上依次读出DNA片段的核苷酸序列四、第二代测序技术（Nextgenerationsequencing）/高通量测序技术（High-throughputsequencing）1、基因组DNA提取、酶切2、加P1接头3、4、5、6、视频播放五、第三代测序技术/单分子测序技术第三代测序技术是指单分子测序技术。DNA测序时，不需要经过PCR扩增，实现了对每一条DNA分子的单独测序。与前两代相比，他们最大的特点就是单分子测序，测序过程无需进行PCR扩增。另外一个显著特点读长很长。纳米孔单分子测序第三代测序技术的优点（1）测序速度快，是化学测序法的2倍。（2）单个反应可以测定非常长的DNA序列（3）精确度非常高，可达到99.9999%。（4）可直接完成RNA的测序。（5）可直接进行甲基化的DNA序列测定。六、基因组测序技术在动植物研究中的应用陆地棉，因最早在美洲大陆种植而得名，是世界上最重要的棉花栽培品种，占全球棉花种植面积的90%以上。尽管陆地棉在棉花产业中占据核心地位，但由于其为异源四倍体，相关的全基因组测序工作一直难以开展。高质量的陆地棉全基因组图谱，为进一步改良棉花的农艺性状提供了基础，同时也为多倍体植物的形成和演化机制提供了新的启示。结论：MYB基因和CESA基因决定了陆地棉良好的纤维品质和适用性案例1全基因组denovo测序探索陆地棉进化与纤维发育机制大豆是世界植物油脂的主要来源，从基因水平理解大豆的驯化改良对于未来大豆育种提供了重要信息。通过对302株野生大豆、地方品种和驯化品种大豆大于11X深度的高通量测序分析，发现230个受选择区域和162个拷贝数变异。全基因组关联分析表明10个受选择区域和9个驯化性状相关联，发现13个被注释为与油脂、株高等农艺性状相关的位点。与之前QTL定位结果比较分析发现，230个受选择区域中96个与调控油脂的QTL相关，21个区间内包含脂肪...
