水稻有多少个基因

水稻的基因组比拟南芥的基因组大很多拟南芥基因组由5条染色体构成,包含约12亿个碱基对、编码约257万个基因水稻基因组,共由12个染色体组成,大约含有4亿3千万个DNA碱基对,其中的一些碱基对,组成了约38000个基因,这个数字约是人类基因数目的17倍

20世纪是生物科学发展史上最为辉煌的时代，特别是20世纪50年代以来，随着数理科学的广泛而深刻地渗人到生物科学领域以及一些先进的仪器设备和研究技术的问世，生物科学已进入从分子水平研究生命活动过程及其规律以及生命体与环境相互作用规律的生命科学的新时代。由于应用先进技术，生命科学在微观和宏观两方面都取得了丰硕的成果：特别是生命科学的理论成就为自然科学的发展作出了巨大的贡献。遗传物质DNA双螺旋结构的阐明被认为是20世纪自然科学的重大突破之一。由于生命科学的进步向数学、物理学、化学以及技术科学提出了许多新问题、新概念和新的研究领域，生命科学已成为ZI世纪的主流科学之一。，“人类基因组计划”的实施和深入发展，将有可能从更深层次上了解人体生长、发育、正常生理活动以及各种疾病的病因和发病机理，并为医学提供防治策略、途径和方法。“水稻基因组计划”的顺利开展，对ZI世纪农业的发展，解决粮食问题，将产生巨大的影响。当今人类面临的人口、食品、健康、环境、资源等重大问题都同生命科学有密切关系。由此看出，科学的目的在于认识世界，技术的目的在于利用、改造和保护自然，造福人类。生命科学要为人类造福转化为生产力，必然与技术相结合，才能在生产上发挥巨大作用。于是在20世纪70年代，随着生命科学理论的不断发展，与丁程技术相结合，开辟了生物技术（也叫生物工程）新领域。例如，通过基因重组技术，PCR技术、DNA和蛋白质序列分析技术、分子杂交技术、细胞和组织培养技术、细胞融合技术、核移植技术，等等，促进了基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、染色体工程、组织工程、胚胎工程等生物工程的诞生与发展，已在工业、农业、医疗卫生和环境保护等方面得到了广泛应用，并取得了突破性进展

从当今世界生物技术的发展来看，研究成果层出不穷、日新月异，其产业化的势头强劲，国际间的竞争日趋激烈。

在 20世纪 70年代，生命科学领域取得了两项对人类生活和经济活动具有深刻影响的技术突破：一个是重组DNA技术，另一个是淋巴细胞杂交瘤技术。这两项革命性技术的出现，带动了生物技术的迅猛发展，初步形成了一个全新的现代生物技术群及新兴产业。

现代生物技术，是指人们利用生物体及其亚细胞结构和分子，研究、设计和制造新产品，或预期性地改变生物的特性乃至创造新的物种或品种，使之获得人们所期望的品质 它是一门以应用为主的综合性技术体系。在 20世纪 90年代，克隆羊多莉的诞生，体细胞克隆技术的重大突破，以及DNA扩增PCR技术的问世又进一步推动了生物技术革命性的发展。生物技术革命是20世纪末科技领域的重大事件，是蒸汽机和电能应用以来世界近代史上的又一个里程碑，也是世界新技术革命的重要组成部分。现代生物技术已经成为人类认识和改造自然界，克服自身所面临的人口膨胀、粮食短缺、环境污染、疾病危害。能源和资源匾乏、生态平衡破坏及生物物种消亡等一系列重大问题的可靠手段和工具。我国在ZI世纪也将面临着人日、资源和环境等一系列问题的严重挑战。加强生物技术的发展，有利于解决粮食等涉及国家经济安全的重大问题；有利于改善广大群众的健康状况，提高生活质量；有利于促进那些高污染、高耗能的传统产业改造和产业升级；有利于带动有效需求，产生新的经济增长点。发展生物技术将是对世纪我国实施可持续发展战略的重要手段，必将带动和促进国民经济的快速发展。正如信息技术支持着今天蓬勃发展的经济一样，生物技术也将成为经济发展的重要推动力。

2000年

世界

一,科学家公布人类基因组"工作框架图"

二,美研制出最先进的量子计算机和生物计算机

六,科学家发现存活了25亿年的细菌

七,法国实施基因疗法首获成功

八,艾滋病研究取得重要进展

科学家在实验室中发现了两种能遏制整合酶运动的物质—二酮酸抑制剂的化合物家族成员试验表明,它们能阻止艾滋病毒遗传物质与人体白细胞遗传物质相结合

九,美科学家研制出分子开关

我国

一,袁隆平主持超级杂交稻研究取得重大成果

二,在世界上率先破译对虾病毒遗传密码

四,上海有机化学所率先合成高活性抗癌物质

八,在世界上首次完成生物制氢中试研究

九,我国在世界上首创电磁式生物芯片

2001年

世界

二科学家发现RNA(核糖核酸)多才艺

它不仅是遗传物质的信使,还能执行其他工作例如,1科学家去年发现一些RNA小片段能够使植物基因处于关闭状态2今年又在老鼠和人身上发现了类似的"RNA干扰"现象3细胞生物学家还发现信使RNA是如何拼接在一起的,而信使RNA是DNA信息和蛋白质信息之间的生化连接

四"人类基因组计划"同时公布进一步完善后的人类基因组图,提前完成人类基因组测序计划另外,还有60多种生物的基因组在2001年被测定

六科学家在发育中的神经系统里发现了分子信号如何诱导和压制神经轴突的生长,这将有助于科学家找到修复受损成年神经的方法

七一种新的抗癌药物,特效"智能炸d"出现,专门对付致癌的明确生化缺陷该药能抑制与某种白血病有关的缺陷酶

我国

二,人类基因组"中国卷"率先绘制完成

"中国卷"完成图的覆盖率从90%提高到100%,准确率从99%提高到9999%

三,我国首次独立完成水稻基因组"工作框架图"和数据库

四,我国建成世界上最大种质资源库

保存种质资源数量处于世界第一,长期贮存的种子数量达到33万多份

六,科学家成功直接观察分子内部结构

七,我国早期生命研究获重要成果

《中国澄江化石库中发现新的后口动物门》,并将这一奇特的绝灭类群命名为"古虫动物门"这是《自然》杂志近年来第6次公布舒德干等在"寒武纪生命大爆发"研究这一重大前沿领域的系列性科学发现,为全面,准确揭示寒武纪生命大爆发的属性和力度提供了可靠证据

十,我国创世界棉花单产"三连冠"

2002年

世界

1"小分子核糖核酸( micro-RNA)"被列

为今年最重要的新发现

3水稻和蚊子等基因组测序工作完成;

7发现有助于实现人体生物钟调节的新型光敏细胞;

9开发出拍摄细胞三维图像的新技术;

我国

1中国科学家率先绘制出水稻基因组精细图和水稻第四号染色体精确测序图

7浙江省农科院培育出世界上含油量最高的油菜新品系

9北京大学医学部科学家初步揭开人类细胞衰老之谜

2003年

世界

二,世界卫生组织正式确认冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病原体科学家还完成了"非典"病毒基因组测序

三,多国科学家相继破译人类第十四号,七号,六号和Y染色体

六,世界第一个修补大脑的芯片问世(美国)

八,干细胞研究取得一系列突破性进展美国科学家首次对人类胚胎干细胞完成了基因工程 *** 作,在干细胞应用于医疗研究上前进了一大步;日本科学家用猴子胚胎干细胞成功生成血管和神经,大大拓宽了再生医疗的前景,日本科学家还首次培育出人体胚胎干细胞;法国科学家首次用胚胎干细胞培育出生殖细胞;澳大利亚科学家首次用胚胎干细胞培育出肺细胞;中国科学家首次将人类皮肤细胞与兔子卵细胞融合,培植出人类胚胎干细胞;美国科学家发现鼠的胚胎干细胞在培养皿中既能发育成精子也能发育成卵子,新发现对研究生殖细胞发育和某些不育症也许会有帮助

我国

二科学家揭示出水稻高产的分子奥秘和超级杂交稻研究取得重大突破,超级杂交水稻示范田平均亩产达800多公斤

三抗击非典科研取得阶段性重大成果;

十发现长着4个翅膀的恐龙,为鸟类飞行起源于树栖动物,经历了一个滑翔阶段的假说提供了关键性证据

2004年

世界

4韩,美科学家首次利用克隆技术获得人类胚胎干细胞;

9法艾滋病病毒抗体研究获得重要进展;

10以,美科学家研制成能够停止或暂停的分子马达

美国科学家在1978年成功地培育出能直接生产能源物质的植物新品种——“石油草”，这种植物的茎秆被割开后，就会流出白色乳状的液体，经提炼就得到石油。在利用细菌治理石油污染方面，由于石油中的不同组成成分往往需要用不同的细菌来分解，科学家就将不同细菌的基因分离出来，集中到一种细菌内，从而得到了“超级菌”。这种“超级菌”分解石油的速度比普通细菌快得多，净化石油污染的能力得到明显的提高。 (高中课本原例,呵呵)

生物技术在生命科学领域不断的探索下,已经得到了突飞猛进的发展众所周知,能源紧缺已是当下不能逃避的事实而生物技术的应用在某种程度上可以减轻能源紧缺对人类社会产生的压力,(生物柴油,生物石油)

基因组测序涉及DNA的大规模测序，由于目前只能采取分而治之的测序基本策略，即将基因组DNA分割成一定大小的片段，然后分别对这些片段进行测序。而遗传图和物理图可作为整个基因组测序的路标，为小片段DNA测序和重叠群构建提供了基础。 已获得高密度水稻遗传连锁图，为何不能直接指导基因组计划的测序，还要绘制物理图？其主要原因是遗传图的精确性较低、分辨率有限，而物理图是对遗传图的进一步深化，并能直接应用于图位克隆技术分离目的基因。1998年，Umehara等构建了水稻第一张物理图谱，共筛选到5701个YAC，其中2117个单一YAC分配到12条染色体上，跨度216Mb，覆盖水稻基因组的50%。接着日本水稻基因组计划（RGP）开始将YAC重叠群（contig）分解成粘粒（cosmid)DNA克隆，构建更精细的物理图谱。2001年，RGP还构建了一个覆盖270Mb（全基因组的63%）的YAC文库的物理图，由6934个YAC组成，插入片段平均长度为350kb。

由于YAC克隆不太稳定、插入DNA难以分离、转化效率低等原因，美国Clemson大学基因组研究所（ClemsonUniversityGenomicsInstitute，CUGI）又建成了两个BAC库，一个是由37000个HindⅢ酶切的BAC文库，插入片段平均长度为1285kb；另一个是有56000个克隆的EcoRⅠBAC库，插入片段平均大小为120kb，两者覆盖水稻基因组的26倍。1997年，中国科学院国家基因研究中心(NationalCenterforGeneResearch,NCGR）发表了由指纹锚标法策略建成的含565个分子标记且覆盖率较高的水稻广陆矮4号基因组BAC库物理图。

2001年，RGP为了克服YAC克隆的局限性，又以PAC为载体构建了水稻Nipponbare基因组文库，此文库由72000个Sau3AⅠ酶切克隆组成，平均插入片段长120kb，覆盖水稻基因组的16倍。RGP也对75000个PAC克隆进行了排列，所有已定位的可用标记用于鉴定和锚定PAC克隆。这些克隆分成3个池，以EST衍生的特异引物进行PCR排序，一个EST共有的几个PAC克隆被认为是重叠的，它们归为一个克隆群，这个方法可以解除由于杂交探针属于多基因家族而带来的困难。 国际水稻基因组测序计划（IRGSP）由1997年在新加坡举行的植物分子生物学会议发起；1998年，中国、日本、美国和韩国的代表共同草拟了资源共享等组织议程；2000年在美国的C1emson召开了协调会，对12条染色体测序任务进行了分工（表1）。测序工作分为测序、填补缺口和最后完成三个阶段。对于最后测序结果的标准，IRGSP规定为误差率低于1/10000（精度9999%）。第二阶段是测序工作的瓶颈，测序阶段留下的缺口需要补平，水稻特殊序列组成（易于形成二级结构和GC富集区）和重复序列造成的低质量测序结果需要改进。通过各研究机构和私营公司的共同努力，IRGSP已于2002年12月宣布，利用克隆连克隆（逐步克隆）测定法（clonebyclonesequencing），提前3年完成了水稻12条染色体的碱基测序工作。日本在其中发挥着主导作用，并最先以9999%的精度完成了最长的第1条染色体的测序工作。此前，孟山都公司同意将已构建的水稻基因组序列草图（包括已构建物理图的3416个BAC和125619个STC序列）转让给IRGSP。RGP对原有的物理图进行延伸及弥补物理图上的空缺，大大加速了水稻基因组测序工作进程。中国科学家完成了第4染色体全长序列的精确测定。第1、4染色体的序列和结构已同时发表在2002年11月《Nature》第420期第312～320页。由美国Clemson大学负责的第10染色体的全长序列也已发表在2003年9月的《Science》上。其余各条染色体的测序结果也将陆续发表。另外，中国科学院基因组信息中心暨北京华大基因研究中心（简称基因信息中心）等12家单位，于1998年至2001年利用全基因组霰d法（wholegenomeshotgunsequencing,WGS），构建了籼稻93-11基因组工作框架图和低覆盖率的培矮64S草图，并最先向全世界公布了水稻93-11全基因组框架图。随后，美国先正达（Syngenta）公司也完成了日本晴基因组工作框架图的测序。两个框架图同时发表在2002年4月的《Science》第296期第79～99页，它们都是对IRGSP的补充。

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