《植物基因的探索》課件

《植物基因的探索》揭開植物生命奧秘，探索植物基因的無限可能。by背景與緣起人類對植物的認識和利用，從最初的簡單的種植和采集，逐漸發(fā)展到對植物基因的深入探索。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類對植物基因組的了解也越來越深入，為我們提供了研究植物生長、發(fā)育和適應(yīng)性的全新視角。為什么研究植物基因?提高產(chǎn)量通過基因改造，培育高產(chǎn)、抗病、抗逆的農(nóng)作物，提高糧食產(chǎn)量，保障糧食安全。改善品質(zhì)改良農(nóng)作物的營養(yǎng)成分和口感，提高食品安全和營養(yǎng)價值。保護環(huán)境培育適應(yīng)環(huán)境變化的植物品種，減少農(nóng)藥化肥的使用，保護生態(tài)環(huán)境。促進發(fā)展植物基因組研究具有重要的經(jīng)濟價值，為生物醫(yī)藥、能源和材料等領(lǐng)域提供了新的發(fā)展方向。植物基因的特點復(fù)雜多樣植物基因組結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，存在大量重復(fù)序列和轉(zhuǎn)座子?；虮磉_調(diào)控復(fù)雜植物基因表達受到環(huán)境、激素等多種因素的影響，調(diào)控機制十分復(fù)雜。環(huán)境適應(yīng)性強植物具有很強的環(huán)境適應(yīng)性，基因組中包含大量與環(huán)境應(yīng)激相關(guān)的基因。植物基因組的基本組成1基因組2染色體DNA的載體3基因遺傳信息的基本單位4蛋白質(zhì)執(zhí)行生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)探索植物基因的技術(shù)與方法1基因測序技術(shù)2基因組注釋技術(shù)3基因功能預(yù)測與驗證4比較基因組學(xué)5多態(tài)性研究6基因表達調(diào)控7表觀遺傳調(diào)控8非編碼RNA研究基因測序技術(shù)的發(fā)展歷程1第一代測序技術(shù)Sanger法2第二代測序技術(shù)高通量測序3第三代測序技術(shù)單分子測序4第四代測序技術(shù)納米孔測序基因組注釋技術(shù)識別基因組中的基因、非編碼RNA、重復(fù)序列等。預(yù)測基因的功能，為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?；蚬δ茴A(yù)測和驗證利用生物信息學(xué)方法預(yù)測基因的功能。利用基因敲除、過表達等實驗手段驗證基因的功能。植物基因組的比較基因組學(xué)2物種進化研究植物物種間的進化關(guān)系3基因功能預(yù)測基因的功能4重要基因?qū)ふ遗c重要性狀相關(guān)的基因植物多態(tài)性研究基因表達調(diào)控機制轉(zhuǎn)錄調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子翻譯調(diào)控mRNA穩(wěn)定性蛋白質(zhì)翻譯后修飾蛋白質(zhì)降解表觀遺傳調(diào)控DNA甲基化組蛋白修飾非編碼RNA非編碼RNA在基因調(diào)控中的作用miRNA調(diào)控基因表達lncRNA參與多種生物過程植物基因工程的應(yīng)用前景1抗逆性基因2營養(yǎng)與保健型基因3提高產(chǎn)量基因4生物質(zhì)能源基因抗逆性基因的挖掘與利用抗旱性基因抗鹽堿基因抗病蟲基因營養(yǎng)與保健型基因維生素含量提高水果蔬菜中維生素的含量礦物質(zhì)含量提高農(nóng)作物中礦物質(zhì)的含量功能性成分培育富含抗氧化劑、抗癌物質(zhì)的植物提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的基因1提高光合效率2增強氮利用率3延長生長周期植物生物質(zhì)能源基因提高生物質(zhì)產(chǎn)量降低生物質(zhì)分解提高生物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率植物基因組編輯技術(shù)1CRISPR/Cas92TALEN3ZFNCRISPR/Cas9技術(shù)在植物中的應(yīng)用提高產(chǎn)量培育高產(chǎn)水稻抗病性培育抗病作物植物基因組研究的前沿進展單細胞測序研究植物細胞間的差異三維基因組學(xué)研究基因組的空間結(jié)構(gòu)合成生物學(xué)人工合成植物基因組人工合成生物學(xué)在植物中的應(yīng)用設(shè)計新的代謝途徑創(chuàng)造新的植物功能解決全球性問題植物基因數(shù)據(jù)庫與信息平臺基因序列收集植物基因的序列信息基因功能提供植物基因的功能信息基因表達提供植物基因的表達信息植物基因組學(xué)研究的倫理考量生物安全轉(zhuǎn)基因植物對環(huán)境的影響倫理道德基因編輯技術(shù)的使用植物基因組學(xué)研究的挑戰(zhàn)與展望1基因組解析2功能研究3應(yīng)用推廣植物基因組學(xué)研究的社會影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率食品安全保障食品安全國內(nèi)外植物基因組學(xué)研究的比較中國植物基因組