稻属植物分蘖控制基因同源区比较研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张胜利 著

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• 稻属植物
• 分蘖
• 基因
• 同源区
• 比较研究
• 植物遗传学
• 作物育种
• 分子生物学
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• 植物学

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出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030454645

商品编码：29729412769

包装：平装

出版时间：2016-04-01

基本信息

书名:稻属植物分蘖控制基因同源区比较研究

定价：68.0元

售价：47.6元,便宜20.4元,折扣70

作者:张胜利

出版社：科学出版社有限责任公司

出版日期：2016-04-01

ISBN：9787030454645

字数：200000

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：B5

商品重量：0.4kg

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内容提要

目录

作者介绍

文摘

序言

序言

《稻属植物分蘖控制基因同源区比较研究》 一、 背景介绍 植物的分蘖是决定作物产量和资源利用效率的关键农艺性状之一。在稻属植物中，分蘖的数量和形态直接影响着稻米产量。了解调控分蘖发生的遗传机制，对于培育高产、高效的优质稻品种具有重要的理论和实践意义。尽管前人对水稻（Oryza sativa）分蘖调控基因进行了广泛研究，并取得了一系列重要进展，然而，稻属植物是一个包含多个物种的大家族，不同稻种之间在分蘖特性上存在显著差异。这些差异可能源于遗传背景的差异，特别是那些与分蘖调控相关的基因及其调控区域的演化和变异。 同源区（Homologous regions）指的是在不同物种中，由于共同祖先而保留下来的、在序列上相似且功能上可能保守的基因组区域。比较不同稻属植物的同源区，能够揭示基因在演化过程中的保守性、变异性和潜在的功能差异。特别是对于调控分蘖的关键基因，对其在不同稻属植物中的同源区的比较研究，有助于深入理解分蘖调控的分子机制，并为通过基因工程或分子育种手段改良分蘖性状提供新的思路和靶点。 二、 研究内容与目的 本研究旨在深入探究稻属植物中与分蘖调控相关的核心基因及其同源区的演化和变异规律。具体而言，研究将围绕以下几个关键方面展开： 1. 分蘖调控核心基因的鉴定与筛选： 基于已有的研究数据和基因组信息，重点关注那些在水稻中已被证实对分蘖数目、分蘖角度、分蘖发育速度等具有显著影响的关键基因。这些基因可能包括但不限于： 激素调控相关基因： 如调控赤霉素、细胞分裂素、脱落酸等植物激素合成、运输或信号转导的关键基因，因为这些激素在分蘖发生中起着重要作用。 光周期和温度响应基因： 分蘖的发生也受到环境信号的影响，一些与光周期和温度感应相关的基因可能间接调控分蘖。 信号转导通路基因： 例如涉及miR156/SPLs、TCPs、DOF等转录因子调控网络的基因，这些网络被广泛认为是植物生长发育和分蘖调控的核心。 结构基因： 直接参与分蘖芽形成、发育或芽休眠解除的基因。 利用生物信息学工具，对这些核心基因在多个代表性稻属植物（如水稻、野生稻的不同亚种、以及其他相关属的物种）中的基因组序列进行检索和初步筛选，识别其潜在的同源基因。 2. 同源基因的识别与序列比对： 利用BLAST等序列比对工具，对筛选出的分蘖调控核心基因在不同稻属植物中的同源基因进行精确识别。 对识别出的同源基因进行精细的序列比对，分析其编码区、非编码区（包括启动子、内含子、5'UTR、3'UTR等）的序列同源性、插入缺失（Indels）和单核苷酸多态性（SNPs）。 特别关注同源区内非编码区域的变异，因为这些区域往往包含着重要的调控元件，其变异可能导致基因表达水平或时空特异性的改变，从而影响分蘖表型。 3. 同源区的结构与功能保守性分析： 分析同源基因的基因结构，比较不同物种之间内含子数量、大小以及外显子的长度等方面的差异。 利用生物信息学方法预测同源基因编码的蛋白质序列，并进行保守性分析，评估关键功能域的保留程度。 通过功能预测软件，分析同源基因在不同物种中的潜在功能，并与已知的在水稻中对分蘖调控的功能进行比较，推断其在其他稻属植物中的功能保守性或新功能演化。 4. 同源区遗传变异与分蘖性状关联性初步探究： 收集不同稻属植物的表型数据，重点关注其分蘖数、分蘖角度、生育期等与分蘖相关的农艺性状。 将分析得到的同源区遗传变异信息（如SNPs、Indels）与不同稻属植物的分蘖表型进行关联性分析（尽管本研究侧重基础比较，但初步关联性分析可为后续功能验证提供方向）。 例如，如果在某个同源区内发现与高分蘖性状显著相关的变异，则提示该区域可能包含重要的调控元件，其变异导致了分蘖的增加。 5. 进化分析与系统发育关系探究： 基于同源基因的序列信息，构建系统发育树，探究不同稻属植物之间分蘖调控基因的进化关系，以及这些基因在不同物种演化过程中的协同进化或趋异进化模式。 结合已有植物分类学和进化研究成果，分析分蘖调控基因的演化速率和选择压力，推测哪些区域在漫长的进化过程中更易发生变异，哪些区域则保持了高度保守。 三、 研究意义 本研究的预期成果和意义体现在以下几个方面： 1. 深化对稻属植物分蘖调控机制的理解： 通过比较研究，揭示分蘖调控核心基因在不同稻属植物中的同源性和变异性，能够从更广阔的视角理解分蘖调控的分子基础，发现保守的调控元件和特异性的变异位点。 2. 发掘新的分蘖调控基因和调控元件： 比较研究有望在非模式稻种或野生稻中发现新的、具有重要分蘖调控潜力的基因或基因家族，以及在非编码区域中发现新的调控元件（如增强子、沉默子等），为深入研究提供新的靶点。 3. 为优良稻种的分子育种提供理论依据： 识别出与优良分蘖性状相关的基因变异位点，将为分子标记辅助育种（MAS）或基因编辑技术（CRISPR-Cas9等）的应用提供精确的遗传信息，从而加速培育高产、适应性强的优质稻品种。 4. 推动植物基因组学和比较基因组学的发展： 本研究将积累关于稻属植物基因组结构、序列变异和基因功能演化的宝贵数据，为深入理解植物基因组的演化规律和功能多样性提供案例。 5. 促进对作物产量形成机制的整体认知： 分蘖是影响作物产量形成的重要环节，对分蘖调控机制的深入研究，有助于构建更完整的作物产量形成调控网络模型，为提高全球粮食产量做出贡献。 四、 研究方法与技术路线 本研究将主要采用生物信息学分析方法，结合文献调研和数据库检索。具体技术路线可能包括： 数据获取： 收集公开的稻属植物基因组序列数据（如NCBI、Ensembl Plants等数据库），以及已发表的关于分蘖调控基因的功能研究文献。 序列分析： 基因检索与同源性比对： 利用NCBI BLAST、HMMER等工具，在不同稻属植物基因组中搜索目标基因的同源序列。 序列比对与变异分析： 使用Clustal Omega、MAFFT等比对工具进行多序列比对，分析编码区和非编码区的同源性、SNPs、Indels等。 基因结构分析： 提取同源基因的基因组和cDNA序列，分析其内含子和外显子结构。 蛋白质序列分析： 预测同源基因的蛋白质序列，利用BLOSUM、PAM矩阵等评估氨基酸序列的保守性，使用SWISS-MODEL等工具进行三维结构预测。 功能预测： 利用InterProScan、Pfam、GO（Gene Ontology）等数据库和工具，对同源基因进行功能域和GO Term预测。 调控元件预测： 利用PromoterScan、TFbinding、PlantCARE等数据库，预测启动子区域的转录因子结合位点。 进化分析： 系统发育树构建： 利用MEGA、RAxML等软件，基于保守的同源序列构建系统发育树，分析物种间的进化关系。 进化速率和选择压力分析： 计算dN/dS值（非同义突变率与同义突变率之比），评估基因的进化速率和选择压力。 数据整合与可视化： 将分析结果整合，利用各种绘图工具（如IGV、Circos等）对基因组区域、序列比对结果、系统发育树等进行可视化展示。 五、 潜在挑战与展望 尽管本研究具有重要的理论和实践意义，但也可能面临一些挑战。例如，部分稻属植物的基因组信息可能不完善，或者功能注释不够准确。此外，分蘖调控是一个复杂的多基因调控网络，单一基因的比较研究可能无法完全揭示其复杂性。 未来，本研究的结果可以为实验验证提供有力支撑，例如通过基因敲除、基因过表达或转基因等实验手段，验证预测的同源基因及其变异的功能。同时，结合全基因组关联分析（GWAS）和转录组学（RNA-seq）等高通量实验技术，将能够更全面、深入地解析稻属植物分蘖调控的遗传基础和分子机制，最终服务于分子育种和作物遗传改良。 结论 《稻属植物分蘖控制基因同源区比较研究》项目，通过系统性的生物信息学分析，聚焦于稻属植物中与分蘖调控相关的核心基因及其同源区，旨在揭示这些关键基因在不同稻种间的演化模式、序列变异特征及其潜在的功能保守性与差异性。本研究的深入开展，不仅能够极大地拓展我们对植物分蘖调控复杂机制的认识，更能为高效、定向地选育和改良具有优异分蘖特性的稻种提供坚实的理论基础和宝贵的遗传信息，从而为保障全球粮食安全和推动农业可持续发展做出积极贡献。

评分☆☆☆☆☆

《稻属植物分蘖控制基因同源区比较研究》这个书名，一下就勾起了我对植物分子遗传学领域最新进展的强烈好奇。分蘖，作为水稻等重要粮食作物产量形成的关键生物学性状，其背后的遗传调控机制一直是科研工作者们关注的焦点。而本书以“同源区比较研究”为切入点，将研究范围定位在整个稻属，这种宏观而又微观的研究策略，无疑具有极高的学术价值和潜在的应用前景。我个人十分期待书中能够呈现出对相关基因家族的全面梳理，例如那些在分蘖启动、抑制以及形态建成过程中发挥核心作用的基因。通过对不同稻属物种间这些基因同源区域进行细致的比对分析，本书有望揭示分蘖调控基因的演化历史，发现那些在不同物种中保守的、关键的调控元件，以及那些导致分蘖性状差异的关键突变。这种深入的比较研究，不仅能深化我们对植物生长发育分子机制的理解，也为未来的分子育种，特别是旨在提高作物产量和适应性的育种策略，提供了重要的理论基础和基因靶点。

评分☆☆☆☆☆

这本《稻属植物分蘖控制基因同源区比较研究》的封面设计简洁而富有科技感，书名本身就透露出一种深入探索生物奥秘的决心。作为一名长期关注农业科技前沿的读者，我对其研究方向感到由衷的好奇。分蘖，作为水稻等重要作物产量形成的关键环节，其调控机制的精细化一直是育种科学家们追求的目标。而“基因同源区比较研究”则暗示了本书将从基因层面入手，通过跨物种的比对，揭示分蘖控制的普遍性和特异性。我设想，书中会详细阐述不同稻属植物在分蘖调控基因上的相似与差异，可能涉及哪些关键的基因家族，它们在分子水平上是如何相互作用，又是如何受到环境信号的影响。这种比较研究的方法，无疑能够为我们更深入地理解植物生长发育的分子基础提供坚实依据，并且有望为定向改良作物产量和抗逆性提供新的思路和靶点。期待书中能够展现出严谨的科学推理过程，以及基于实验数据的扎实论证，让我能从中学到前沿的基因组学和分子生物学知识，体会到科学家们在解开生命密码过程中的智慧与努力。

评分☆☆☆☆☆

这是一本令人眼前一亮的学术著作，它以一种宏大而精微的视角，聚焦于稻属植物中一个至关重要却又常常被忽略的生理现象——分蘖的控制。书名《稻属植物分蘖控制基因同源区比较研究》听起来就充满了挑战性，因为它不仅要求对某一物种进行深入研究，更要将目光投向整个稻属，进行跨物种的比较分析。这需要研究者拥有扎实的遗传学、分子生物学以及生物信息学功底，才能够驾驭如此庞大而复杂的课题。我猜测，书中一定详细介绍了分蘖形成过程中涉及到的各种信号通路和关键基因，并通过比较不同稻属成员（例如水稻、野生稻等）的基因组信息，找出那些在分蘖调控中扮演核心角色的同源基因。这种研究方法不仅能够揭示分蘖控制的演化规律，也可能发现一些保守的调控元件，为育种提供新的潜力基因。我非常期待书中能够呈现出精彩的基因家族进化分析，以及不同物种在基因结构、表达调控上的微妙差异，从而解释为何它们的分蘖模式会有所不同。

评分☆☆☆☆☆

对于任何对植物科学，特别是对作物遗传育种领域抱有浓厚兴趣的读者来说，《稻属植物分蘖控制基因同源区比较研究》无疑是一本极具吸引力的读物。书名本身就点出了其研究的核心——聚焦于稻属植物，深入挖掘分蘖控制基因的同源区域，并进行比较分析。这背后所蕴含的工作量和技术难度不言而喻，它需要研究者具备深厚的基因组学、生物信息学以及分子生物学知识。我个人非常关注这类研究，因为分蘖数量直接关系到水稻的产量，而理解其背后的遗传机制，是实现高产稳产育种的关键。我期望本书能够系统地梳理稻属植物中已知或推测的分蘖调控基因，并重点关注这些基因在不同物种间的同源性及变异情况。通过比较基因序列、表达模式以及调控元件的差异，本书有望揭示分蘖控制进化的规律，甚至可能发现一些新的、未被充分认识的关键基因或调控网络。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次看到《稻属植物分蘖控制基因同源区比较研究》这个书名时，脑海中立刻浮现出无数关于作物育种和基因科学的想象。分蘖，这个看似简单却决定产量的重要生物学过程，背后一定隐藏着极其复杂而精妙的遗传调控机制。而本书将目光投向整个稻属，并进行“同源区比较研究”，这无疑是一种高瞻远瞩的研究视角。我猜想，这本书将带领我们深入探索，不同稻属物种是如何通过演化来调控分蘖的数量和模式的。或许书中会详细介绍一些在分蘖形成中起到关键作用的基因家族，例如与激素响应、细胞分裂周期、环境信号感知相关的基因。通过对比分析这些基因在不同稻属成员中的同源区域，研究者们或许能够发现一些保守的调控元件，也可能揭示出导致分蘖性状差异的突变位点。这种跨物种的比较研究，不仅能够增进我们对植物生长发育基本规律的理解，更可能为新一代高产、抗逆作物的分子设计育种提供宝贵的基因资源和理论指导。