拟南芥基因克隆的策略与途径.docx

拟南芥基因克隆的策略与途径拟南芥（Arabidopsisthaliana）是一种模式植物具有基因组小（125Mbp）、生长周期短等特点而且基因组测序已经完成（TheArabidopsisGenomicInitiative2000）。同时拟南芥属十字花科（Cruciferae）具有高等植物的一般特点拟南芥研究中所取得成果很容易用于其它高等植物包括农作物的研究产生重大的经济效益特别是十字花科中还有许多重要的经济作物与人类的生产生活密切相关因此目前拟南芥的研究越来越多地受到国际植物学及各国政府的重视。基因(gene)是遗传物质的最基本单位也是所有生命活动的基础。不论要揭示某个基因的功能还是要改变某个基因的功能都必须首先将所要研究的基因克隆出来。特定基因的克隆是整个基因工程或分子生物学的起点。本文就基因克隆的几种常用方法介绍如下。1、图位克隆Map-basedcloningalsoknownaspositionalcloningfirstproposedbyAlanCoulsonoftheUniversityofCambridgein1986GeneisolatedbythismethodisbasedonfunctionalgenesinthegenomehasarelativelystablelociintheuseofgeneticlinkageanalysisorchromosomalabnormalitiesofseparategroupswillqueueintothechromosomeofaspecificlocationByconstructinghigh-densitymolecularlinkagemaptofindmolecularmarkerstightlylinkedwiththeaimedgenecontinuedtonarrowthecandidateregionandthenclonethegeneandtoclarifyitsfunctionandbiochemicalmechanisms.图位克隆（map-basedclonig）又称定位克隆（positoinalcloning）1986年首先由剑桥大学的AlanCoulson提出。用该方法分离基因是根据功能基因在基因组中都有相对较稳定的基因座在利用分离群体的遗传连锁分析或染色体异常将基因伫到染色体的1个具体位置的基础上通过构建高密度的分子连锁图找到与目的基因紧密连锁的分子标记不断缩小候选区域进而克隆该基因并阐明其功能和生化机制。用该方法分离基因是根据目的基因在染色体上的位置进行的无需预先知道基因的DNA序列也无需预先知道其表达产物的有关信息。它是通过分析突变位点与已知分子标记的连锁关系来确定突变表型的遗传基础。近几年来随着拟南芥基因组测序工作的完成各种分子标记的日趋丰富和各种数据库的完善在拟南芥中克隆一个基因所需要的努力已经大大减少了（图1）。目前完成整个拟南芥的图位克隆过程大约需要一年时间。在这个过程中我们从筛选突变体开始逐渐找到和表型相关的基因。这和反向遗传学（reversegenetics）的方法正好相反。图位克隆能实现关键在于全基因组测序计划的完成和各种分子标记的发现。这些数据被储存在专门的数据库中（表1）（Lukowitz等2000）。表1拟南芥网络资源网站网址SupplementalmaterialforthispaperNottinghamStockCentre（U.K.）RecombinantInbredmapOhioStockCenter（U.S.A.）TAIRdatabase*homepageRecombinantInbredmap（mirrorsite）CAPSmarkershttp://SequencetableSNPcollectionCEREONcollectionofpolymorphismsSSLPmarkersTIGRgenomeannotationsDatabaseofLersequencesKasuzaDNAResearchInstitutegenomeannotationsMIPSgenomeannotationssvr.mips.biochem.mpg.de/proj/thal/SINSdatabaseoftransposoninsertions*注：TheArabidopsisInfo