The effects of activated carbon and plants diversity ... - 华南农业大学

华 南 农 业 大 学 农 学 院 第 三 届 综 述 大 赛 获 奖 作 品 论 文 集二 等 奖 作 品1 前 言水 稻 (Oryza sativa L.) 是 世 界 重 要 粮 食 作 物 之 一 , 全 世 界 半 数 以 上 的 人 口 以 其 为 主食 。 随 着 水 稻 基 因 组 测 序 计 划 的 实 施 和 完 成 (IRGSP,2005), 其 相 应 的 基 因 组 学 也 得 到 空前 的 发 展 , 其 中 , 生 物 信 息 学 发 挥 了 重 要 作 用 。 由 于 其 相 对 较 小 的 基 因 组 ( 约 389Mb)、比 较 完 善 的 遗 传 转 化 系 统 ( 尤 其 是 粳 稻 品 种 )(Hiei,et al,1994)、 高 密 度 的 遗 传 图 与 物 理图 资 源 (Chen,et al,2002;Harushima,et al,1998)、 积 累 丰 富 的 表 达 序 列 标 签 ( ExpressionSequence Tag,EST)/cDNA 数 据 库 和 良 好 的 分 子 生 物 学 基 础 (Kikuchi,et al,2003;Liu,etal,2007;Wu,et al,2002)、 与 其 它 禾 本 科 作 物 基 因 组 具 有 广 泛 的 高 度 共 线 (Moore,et al,1995)等 原 因 , 它 已 成 为 单 子 叶 禾 本 科 作 物 基 因 组 学 研 究 的 模 式 生 物 。 研 究 生 物 信 息 学 在 水 稻基 因 组 研 究 中 的 应 用 不 仅 有 利 于 水 稻 基 因 组 学 的 发 展 , 还 可 为 其 它 禾 本 科 作 物 的 研 究 提供 思 路 和 方 法 上 的 比 较 和 借 鉴 。1.1 生 物 信 息 学生 物 信 息 学 是 在 生 命 科 学 、 计 算 机 科 学 和 数 学 的 基 础 上 逐 步 发 展 而 形 成 的 一 门 新 兴的 边 缘 学 科 , 它 以 核 酸 和 蛋 白 质 为 主 要 研 究 对 象 , 以 数 学 、 计 算 机 科 学 为 主 要 研 究 手 段 ,对 生 物 学 实 验 数 据 进 行 获 取 、 加 工 、 存 储 、 检 索 与 分 析 , 从 而 达 到 揭 示 数 据 所 蕴 含 的 生物 学 意 义 的 目 的 (Roos,2001)。广 义 地 说 , 生 物 信 息 学 通 过 对 基 因 组 的 研 究 , 获 取 、 加 工 、 储 存 、 分 配 、 分 析 和 解释 相 关 生 物 信 息 。 这 一 定 义 包 括 了 两 层 含 义 , 一 是 对 大 量 数 据 的 收 集 、 整 理 与 服 务 , 也就 是 管 好 这 些 数 据 ; 另 一 层 是 从 中 发 现 新 的 规 律 , 也 就 是 用 好 这 些 数 据 。 具 体 地 说 , 生物 信 息 学 是 把 基 因 组 DNA 序 列 信 息 分 析 作 为 源 头 , 找 到 基 因 组 序 列 中 代 表 蛋 白 质 和 RNA基 因 的 编 码 区 ; 同 时 , 阐 明 基 因 组 中 大 量 存 在 的 非 编 码 区 的 信 息 实 质 , 破 译 隐 藏 在 DNA序 列 中 的 遗 传 语 言 规 律 ; 在 此 基 础 上 , 归 纳 、 整 理 与 基 因 组 遗 传 信 息 释 放 及 其 调 控 相 关的 转 录 谱 和 蛋 白 质 谱 的 数 据 , 从 而 认 识 代 谢 、 发 育 、 分 化 、 进 化 的 规 律 ( 彭 凌 等 ,2004)。1.2 基 因 组 学基 因 组 学 (Genomics) 由 美 国 科 学 家 Thomas Roderick 于 1986 年 提 出 , 是 指 对 所 有基 因 进 行 基 因 组 作 图 ( 包 括 遗 传 图 谱 、 物 理 图 谱 、 转 录 本 图 谱 ), 核 苷 酸 序 列 分 析 , 基 因定 位 和 基 因 功 能 分 析 的 一 门 科 学 。 基 因 组 学 包 括 三 个 亚 领 域 , 即 以 全 基 因 组 测 序 为 最 终目 的 结 构 基 因 组 学 (Structural genomics)、 以 基 因 功 能 鉴 定 为 目 标 的 功 能 基 因 组 学(Functional genomics) 和 基 于 结 构 基 因 组 学 , 对 基 因 和 基 因 组 进 行 比 较 的 比 较 基 因 组 学(Comparative genomics)。1.3 水 稻 基 因 组 测 序 计 划国 际 水 稻 基 因 组 测 序 计 划 (International Rice Genome Sequencing Project, IRGSP) 由日 本 正 式 启 动 于 1998 年 , 随 后 有 中 国 、 美 国 、 英 国 、 法 国 、 韩 国 、 印 度 、 泰 国 等 10 多国 家 分 别 加 入 , 旨 在 制 作 粳 稻 品 种 “ 日 本 晴 ”(Oryza sativa L. ssp. Japonica cv. Nipponbare)全 基 因 组 的 高 质 量 的 精 确 序 列 图 。 我 国 承 担 第 4 号 染 色 体 的 测 序 任 务 。2000 年 4 月 美 国163