基因组学发展精选(九篇)

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第1篇：基因组学发展范文

在提倡各民族和谐共处的今天，多元文化聚集的高校中不同民族学生间保持和谐的人际关系显得尤为重要。本研究选取的延边大学是一所具有鲜明民族特色的综合性大学，不同于内地的民族分布刺激着大学生的生活，增加他们人际交往机会的同时也使他们面临着更多的人际冲突。民族身份、文化传统等的差异，特殊的家庭人际关系网构成朝汉大学生人际冲突的重要原因，形成了与一般高校的鲜明对比，也是大学生族际冲突的一种折射与缩影。因此，本文借探究朝汉大学生人际冲突的影响因素，以帮助朝汉大学生增强心理适应能力，提高大学素质教育质量，加强各民族文化共生共享，补充朝汉大学生人际冲突解决办法的理论建议。

一 大学生人际冲突的影响因素的研究

对于人际冲突的定义，国内外学者并无统一意见。在此，我们认为人际冲突是一种广泛存在的社会现象，是人际关系中的一种对立行为，表现为人际关系双方之间的紧张和对抗，包括互相不理解、不信任、怀疑、敌意和对抗。人际冲突的双方都有的主观感受会产生带有主观体验的冲突行为，常表现为人与人之间排斥、敌视和侵犯。

1.大学生人际冲突的影响因素

人际冲突的过程是一个动态、不断改变的历程，也是客观存在的，是人际互动过程中不可避免的现象。本文所探究的朝汉大学生人际冲突是指朝鲜族大学生和汉族大学生之间由于差异、被侵犯、个性、沟通方面的不协调所引发的交往紧张状态和对抗过程。

第一，人际交往中气质、个性的差异常使人产生不愉快的感觉，当代青年“自我为中心”的特征也严重阻碍了人际交往，诱发冲突。研究表明，在个性和性格中存在心理偏差或者人格障碍的人更容易产生人际冲突。第二，对沟通技巧知之甚少的大学生不敢、不愿、不懂、不善沟通，因此而产生的沟通障碍时有发生。受电子科技的影响，沉迷于虚拟世界的“宅男、宅女”面对面的交流越发困难，使得双方想法被压抑、沟通质量欠佳。而且，在跨民族沟通中，由相异语言造成的沟通障碍也成为影响跨民族人际冲突的重要因素。第三，在校内外有限资源的分配上因竞争而产生的利益争夺也是诱发因素之一。为了这些无法增加的资源，双方一旦成为竞争者，冲突就在所难免，难以调和。第四，由习惯、认知的差异，民族间宗教、文化传统的差异带来的人际冲突也占据了一定的分量。如果成员彼此行为模式差异过大，就会产生不理解、拒绝的现象，形成一种主观体验的对立行为，即冲突。

2.大学生人际冲突的应对方式及效果

托马斯提出回避、强迫、迁就、合作、折中方式五种应对人际冲突的策略。而中国大学生多采用“合作、折中”“迁就、回避”和“抗争”策略，但调解能力并不强，这与大学生人际交往区域限制、缺乏人际冲突调解的训练与实践经验有关。

二 研究对象、方法与过程

1.研究对象

本研究采取分层抽样方式对延边大学535名被试进行问卷调查，通过专业、年级、性别、民族、是否为独生子女和地域来划分。实发问卷535份，回收492份，回收率91.96%，有效问卷456份，有效率92.68%。所有被试均未接受过系统的相关测验。

本研究被试频率分布如下：以专业分，人文社科类121人（26.5%），理工农医类111人（24.3%），语言类111人（24.3%），体育艺术类113人（24.8%）；以年级分，2011级153人（33.6%），2012级171人（37.5%），2013级132人（28.9%）；以性别分，男性168人（36.8%），女性288人（63.2%）；以民族分，朝鲜族235人（51.5%），汉族204人（44.7%），其他民族17人（3.7%）；以是否为独生子女分，独生子女317人（69.5%），非独生子女139人（30.5%）；以地域分，来自城市237人（52.0%），来自县城118人（25.9%），来自农村101人（22.1%）。

2.研究工具

第一，本研究使用自编的朝汉大学生人际冲突来源问卷，采用5点计分法，包含差异、被侵犯、沟通、个性4项因素。

第二，数据统计使用SPSS17.0。

三 研究结果与分析

1.朝汉大学生人际冲突影响因素的因子分析

对问卷进行因子分析，最终生成差异、被侵犯、个性、沟通4个因子。（1）差异：由于在语言、习惯、行为上存在差异，或由认知差异而引发的冲突。（2）被侵犯：为保护被侵犯的权益或精神、物质而引发的冲突。（3）个性：由于个性、信仰不同产生的不包容所引起的人际冲突。（4）沟通：由沟通渠道不畅、信息交流不够或被曲解引起的不信任、不尊重的人际冲突。

2.朝汉大学生人际冲突来源问卷结果分析与讨论

第一，描述性统计结果与讨论。

总体上看，朝汉大学生人际冲突处于轻度状态（见表1）。作为具备知识、技能和思想道德修养较高的当代大学生，多数能保持良好的交际自控力。大学生的主流群体“90后”在个性上有一定共性，彼此了解并认同。但处于以自我同一性的形成、更为成熟的人际关系以及向成人角色的过渡为标志的青年中期的他们，突然从备受保护的客观环境进入大学，对各种人际关系的分析、判断，受到不成熟社会性的制约使他们找不到有效的途径，因而产生人际矛盾，但碍于道德的约束，他们倾向于将矛盾淡化，尽力控制人际冲突的发生。

此外，4项因素极大值均接近5，大学生中也存在个别较严重的冲突。进入大学后，他们在专心考虑、探索、确立自我的过程中，少数处于弥散型状态的人在自我同一性确立上不能获得共享的同一性从而无法满意地融入社会、恰当地处理人际关系，加上自控力的缺乏，易产生极端行为。

相较而言，被侵犯的均值最高（M=2.542）。当代大学生多为独生子女，习惯唯我独尊，认为所有人都应承认、支持、接纳自己，在交往过程中稍有不满意就会觉得被侵犯或侵犯他人，这种以自我为中心的特征恰是大学生人际冲突的症结所在。

第二，人口统计学差异。

一是不同专业、年级、地域的差异分析结果与讨论。通过单因素方差分 析（见表2）。不同专业的朝汉大学生在4项因素中均存在显著差异。人文社科类学生（以下简称文科生）在4项因素中均值最小，即人际冲突处于轻度状态，而其他三类专业均为中度。此外，文科生与语言类和体育类学生在4项因素中都呈现显著差异，与理工农医类学生（以下简称理科生）在差异、被侵犯、沟通3项因素中呈现显著差异，且前者强于后者。在个性因素中，理科生和体育艺术类学生表现出显著差异（P=0.035）。

大学是向职场过渡的时期，较为稳定的职业个性特征形成后对人际关系产生较大影响，因此专业学生间表现出极为显著差异。文科生表达力强、善于沟通，在人际交往中显出优势。相较而言，“理性、直接、没情趣”的理科生在沟通中喜欢用枯燥、尴尬的封闭式问题，易造成沟通的不协调；虽然语言类学生研究语言，却不善在实践中运用；此外，根据Y-G人格测验调查表显示，艺术类大学生有与普通大学生不同的人格特质，他们过于追求个性，且攻击性强，不愿听他人意见，气量小、承受力差，一旦事与愿违多采用极端方式，较易形成极端人际冲突。而每天接触枯燥、精细内容的理科生谨言慎行的性格与思想活跃、特立独行的体育艺术类学生形成强烈的个性对比，产生显著差异。

此外，社会政治经济的巨变强烈冲击着大学生的思维模式、价值观念，这使得社会阅历较浅的大学生心理过早成熟，产生极为相似的处世态度，因此不同年级的学生对4项因素的态度并未表现出显著差异。但是，延边大学朝鲜族达40%左右，新的语言、被“朝化”的生活方式使大一新生对突如其来的变化无法完全适应，通过长期生活学习，适应了本地文化，克服差异，因此2011级和2013级在差异因素中表现出显著差异（P=0.032）。此外，根据佩里的大学生思维转变阶段论可认为大一新生处于二元论阶段，对问题的看法非彼即此，绝对化的思维易激化人际关系；大三学生进入约定型阶段，他们在分析事物时既能坚持约定俗成的立场和观点，又能适时做出调整，恰当地避免人际冲突的发生。

城乡一体化建设使城市与乡村的差距减小，信息化时代使人们的交流过程跨越了地域的限制，加之青年学生对新事物接受力较强，因此不同地域的大学生人际冲突产生的可能性就更小。被侵犯因素中农村相较于城市（P=0.024）、县城（P=0.040），个性因素中农村相较于县城（P=0.019）均表现出显著差异。虽然城乡差距越来越小，但毕竟存在一些甚至更大的差异。一般来说，城市学生家庭条件优于农村学生，极易表现出优越感，多数人都较为自我，不懂换位思考，所以人际冲突较易产生。

二是在不同性别、民族和是否为独生子女上的差异分析结果与讨论。通过独立样本T检验，3个分组变量在4项因素中均不存在显著差异。

当今社会提倡男女平等，男性和女性要进行相同的社会活动、承担相同的社会家庭责任，虽然他们的能力不相上下，但由于女性姣好的容貌、性格等优势可以帮助她们取得更好的人际关系。但同时受到缺乏集体观念、过分求全责备、常以挑剔和防范的眼光看待他人等因素的局限，阻碍了她们拓展人脉，成为引发人际冲突的根源。

朝汉民族间的人际冲突水平处于轻度。在对待差异和沟通问题上，汉族大学生要稍微严重（P=2.581，P=2.569）。在延大，汉族学生被认为是“少数民族”，与朝鲜族不同的民族特征使人际交往变得复杂，常产生孤独、缺少支持和关爱等感受，导致他们不自信，渴望又排斥人际交往，产生压力、发生摩擦。虽然一个民族与另一个民族间的差别常被夸大产生民族形态曲解，当这种曲解不断积累，就形成民族偏见产生族际冲突，但朝汉两民族并未表现出显著差异和民族偏见。

此外，无论独生子女与否，他们的人际冲突状态都处于轻度。经济的发展使人民生活水平日益提高，富足的生活使孩子的需求得以满足。因此，独生子女与非独生子女的个性差异并不明显，他们在人际交往过程中展现出相似的能力。虽然如此，独生子女的父母在关爱及与其相处的时间、财力等方面会优于非独生子女，致使其形成高傲、自我、不愿分享的特征。进入大学后，平等的地位、没有家长的呵护、较弱的情绪稳定性都会诱发他们的人际冲突。因此，差异和个性两个因素中，独生子女（M=2.534）较非独生子女（M=2.464）稍严重。在被侵犯和沟通两因素中，非独生子女（M=2.578）较独生子女（M=2.527）稍严重。由于非独生子女多和成年人相处，思想更为成熟、主动性更高、性格外向、会恰当地保护自己的权益不被侵犯，大学中成年人的交往方式使他们在交往中如鱼得水。

四 研究结论与建议

1.研究结论

第一，朝汉大学生人际冲突情况并不严重。差异、被侵犯、个性、沟通4项因素对朝汉大学生人际冲突造成影响较小。

第二，人文社科类学生人际交往技能较强，冲突发生率最低。

第三，被侵犯是形成朝汉大学生族际冲突的首要因素。

2.建议

第一，加大心理健康教育工作投入，开展冲突教育，减少人际冲突的发生。虽然朝汉大学生的人际适应力较强，但对依然存在的人际冲突问题，学校应加大对学生心理健康教育工作的投入与重视，将冲突教育提上日程。学校应该从入学之初就有意识地对学生传达避免人际冲突的方法，帮助他们树立正确的人生观、交友观。通过开设有关课程或讲座，丰富大学生的理论知识；通过开展校园文化活动和社会活动丰富实践经验，为进入社会做好准备。

第二，调整对各个专业学生的教育理念与教学方法，改善大学生人际交往状况。当今社会复合型人才急缺，“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”的做法是走不通的。社交生活的缺乏使他们面临人际危机时不是逃避就是冲突。针对不同专业的学生，结合自身局限性，社会、家庭、学校通过对教育理念与教学方法的调整，比如摒弃那些传统观念，综合评价学生，帮助他们全面发展，释放心理束缚，完成自我突破，形成良好的人际关系。

第三，结合个体特征，设定合理的人际期望；学会正确的自我宣泄，提高情绪调节能力。恰当的人际期望可以引导人际关系走向成功。结合个体特征，建立符合自身的合理期望，从“现实”走向“理想”。此外，学会宽容、接纳自己，学会合理归因，通过自我调节和自我宣泄避免人际冲突的发生。

第2篇：基因组学发展范文

关键词：功能基因组；高通量数据；生物信息学

中图分类号：Q933 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0190-01

功能基因组学（后基因组学），是在结构基因组所提供的丰富的高通量信息资源以及大量各类生成产物的基础上发展起来的基因组学的子学科。其通过在功能基因组水平或功能系统水平上全面地分析基因的功能，发展和提出了多种实验手段和分析方法，使得生物学的研究对象由单一基因或蛋白质转为多个基因或蛋白质组成的系统，进而得到关于基因表达、调控、功能以及生物的生长、发育的相关规律。

1 差异显示反转录PCR技术

差异显示反转录PCR（DDRT―PCR）技术是由Liang和Pardee等提出的，以PCR和聚丙烯酞胺凝z电泳为基础的功能基因组学的传统方法。该方法的基本原理是：以1对细胞（或组织） 的总RNA反转录而成的cDNA为模板，利用PCR的高效扩增，通过5’端和3’端引物的合理设计和组合，将细胞（或组织） 中表达的基因片段直接显示在DNA测序胶上，从而找出1对细胞（或组织）中表达有差异的cDN断。DDRT―PCR具有周期短，功能多，灵敏度高，所需RNA的量较少并且重复性较高等优点。但是，在实际施行过程中， DDRT―PCR技术存在着假阳性率高、凝胶中单条cDNA带成分不均一、所获cDNA仅代表mRNA 3’UTR（非翻译区）、一些低拷贝数mRNA不能有效呈现等问题。[1]

2 基因表达序列分析

基因表达序列分析（SAGE）是Velculescu等人建立的一种快速高效地分析转录物的实验方法。其理论依据是：基因组中95%的基因可以由来自cDNA 3’端特定位置的一段9―11bp长的序列加以区分。这一段特异的基因序列被记作SAGE标签。基因表达序列分析通过对cDNA制备SAGE标签，然后将这些标签串联起来并对其进行测定，可以显示出各SAGE标签所代表的基因在特定的组织中是否有表达，同时还可以将SAGE标签所出现的频率作为其所代表的基因表达程度的指标。但是，应用SAGE技术有一个重要前提条件：GenBank中必须有某一物种足够多的DNA序列的资料（特别是EST序列的资料）。[2]

3 微阵列分析

DNA微阵列（microarray assay）技术包括cDNA微阵列和DNA芯片（DNA chip）两种方法，这两种方法的原理相同。首先是在固相表面合成成千上万个寡核苷酸“探针”（cDNA、EST或基因特异的寡核苷酸），该过程会用到光导化学合成、照相平版印刷和固相表面化学合成等技术。接着将寡核苷酸“探针”与来自不同细胞、组织或整个器官的用放射性同位素或荧光物标记的DNA或mRNA反转录生成的第一链cDNA进行杂交。最后对每个杂交点进行定量分析。定量分析的结果可以用于DNA测序、DNA突变和多态性分析以及对同一组织细胞在不同状态下或在同一状态下多种组织细胞基因表达水平的差异的检测，还可以发现新的致病基因或疾病相关基因等。微阵列分析的优点是可以同时对大量的基因，甚至是整个基因组的基因表达进行对比分析，并且在核苷酸杂交技术的各个方面应用。其在同时比较同一组织在不同状态下或各组织之间DNA序列分析以及基因的表达状况等方面具有极大的优越性。

4 反义RNA分析

反义RNA是能与靶RNA互补配对的，用来定点分析某一段DN段（基因）功能的小分子RNA。反义RNA分析即是利用反义RNA来进行功能基因组分析的方法。该方法首先分离基因片段的mRNA，合成其mRNA的互补RNA（反RNA）。然后给反RNA加上基因表达必需的元件（如启动子等），接着插入T-DNA。将其转化到植株中，那么合成的基因就会在植株中表达，并表现出相应性状。因为反义RNA与靶RNA碱基配对的结合方式，反义RNA可以在DNA复制、转录和翻译水平上对基因表达加以调控。

5 蛋白质组分析

蛋白质组分析方法主要涉及两个步骤：蛋白质的分离和蛋白质的鉴定。用于蛋白质分离的技术主要是双向凝胶电泳（2-dimensional gel electrophoresis，2-DE），其原理是细胞抽提物在电泳过程中蛋白质个体首先依据所带电荷然后依据分子大小被分离。这种方法的最大缺点是重复性差，使得几乎不能同来自其他实验室的资料进行比较。

6 生物信息学

生物信息学将DNA和蛋白质作为研究对象，以计算机等计算工具为基础，发展更新各种软件，收集、整理和储存DNA和蛋白质的序列和结构数据，并加以分析进而发现藏在基因序列中的规律。应用生物信息学可以对功能基因组研究过程中产生的高通量，高维度的数据进行处理，应用数理统计的方法，以计算机的快速运算能力，找到功能基因组的相关信息。常应用生物信息学将未知DNA序列与数据库中收集的DNA序列进行同源性比较，或应用相关软件进行核苷酸及氨基酸序列的同源性比较，以此来获得未知DNA序列的功能信息。[3]

7 小结与展望

随着发展，基因组学由结构基因组学向功能基因组学发展，由此也产生了大量应用于功能基因组研究的工具和方法。这些方法从不同的角度和方向挖掘基因本身蕴含的丰富信息资源。功能基因组学无论是应用于获取大量基因功能信息，亦或是针对特定基因的研究都取得了突破性的进展，发展速度迅速。但随着各类研究的不断深入进行，这些方法的精确性和准确性会渐渐不再满足条件，同时各项技术尚未解决的一些问题也会被放大，单个方法或技术可能难以对新的问题有较好的应用。结合各种方法，扬长避短，综合应用各种技术可以对功能基因组有更全面、深入的研究。[4]

功能基因组学的应用十分广泛，从动物、植物到微生物群落分析都可以取得较好的研究成果，也可以应用于医药、毒理等领域。随着计算机技术的发展，将生物信息学应用于功能基因组学，借助计算机强大的计算能力，功能基因组学将能取得更大的突破。

参考文献

[1]赵锦荣，阎小君，苏成芝.差异显示反转录PCR 技术研究进展[J].生物化学与生物物理进展，2000，27（1）：28-32.

[2]常青山，余增亮.基因表达分析方法及其研究进展[J].生物技术通报，2002，（6）：27-31.

第3篇：基因组学发展范文

关键词：证候；基因组；五脏网络系统；整体

中图分类号：R249 文献标识码：A 文章编号：1673-7717（2008）04-0826-02

证候是中医学的一个特有的概念，是辨证论治的核心和精髓。证候的标准化和定量化问题一直是中医学的一个棘手问题。在中医药学现代化的进程中，证候的现代化研究也被当作了中医药学现代化的突破点。随着现代基因组学和蛋白质组学的迅猛发展，中医学界正在掀起结合的浪潮，随着人类基因组计划的完成和后基因组时代的到来为中医证候的研究带来了新的机遇，如何实现“证候-基因组学”阐释是目前中医药研究的热点。

1传统概念

证候是医者对病人的症状、舌脉、病情变化、治疗经过、个体情况、地土方宜等状况，经过四诊八纲的分析，采用某种辨证方法得出的一个总的概括性结论；是在疾病发展过程中的某一阶段的病理概括，可以认为证候是人体在疾病发展过程中的某一阶段的反应状态。证会随着疾病的进退而变化，是一个相对稳定的具有时间性、阶段性、变化性的概念。

2沈自尹院士认为的证研究难点

①证是一种功能态的，可以发展，可以转化；②证的概念应用亦较混乱，灵活性大，辨证可因人而异，只有凭医生的分析概括水平；③难以定性、定量、更难以定位。可见中医证的研究已成为影响中医药学发展的关键问题。证是一种有机综合的功能态，由一个调控中心及其所属的众多分子网络所构成，作为对外界反应与自我调节的基础。那么这个网络是什么呢？就是五脏网络系统。

3五脏网络系统

人的形体、脏腑、经脉、气穴、溪骨既有各自不同的功能，又彼此联系，内外相应、六合会通，共同发挥整体调控作用。这些联系从内环境来看，表现为脏与脏之间功能协同关系，脏与腑之间的表里关系，腑与腑之间的相互传化关系，脏腑与经络之间的相互络属关系，及脏腑与五官、五体、五液之间，脏腑与精、气、血、津液之间的互藏互用关系。从外环境看，表现为五脏系统与自然界之间的授受关系，与五音、五味、五季、五方的广泛联系，形成了以五行属性为纲的整个自然界的网络系统。五脏之间密切相关,每一脏都含有其他脏之气,而每一脏之气又都渗透到其他脏之中,调整着相互之间的关系。五脏之间相互依存,相互制约,每一脏的功能都再与它脏的交互联系中发挥作用。

五脏网络系统整体由心系统主宰，与其它各层次系统（子系统）的功能活动相互协调，使系统整体功能处于有序、协调和稳定状态。五脏功能网络并非机械的、自闭的，而是与时空联系在一起的。

4五脏网络系统与基因组网络系统

宏观整体和微观基因组整体有严密的同一性，宏观整体规律和微观基因组规律有同一性，宏观的五脏网络系统必然有微观的基因组网络系统相互对应。基因组整体由五脏基因组集团构成，脏基因组集团间的联系路线是经络系统的根源，五脏基因组依靠微观的经络系统的联系的相互作用形成了一个生命的统一体。

从证的机理来讲，证与五脏是密切相关的；从证与基因组的关系来讲，基因是里，证是表，证与基因的关系也是密切的，与基因组内部的功能作用路线是有关。中医辨证方法有八纲、六经、卫气营血、脏腑和三焦辨证等。而证又是有个体差异的，因而被认为与基因型相关。从基因组的角度讲，基因表达正常与协调为“正气”，反之为“病气”。1979年根据著名老中医关幼波的临床经验，将肝病分为8个主型，36个亚型。因而证的基因组定位也是有主次的，多点的，与基因组的微观经络系统、脏基因块及其作用调控途径有关。由证可以推出与某组蛋白质组有关,而这组蛋白质组又与某组基因组相关，因此可以推出肝脏基因组块的微细结构以及证的基因组机理。证候基因组定位是某些基因之间相互联系和表达量大小。证候的本质因此是某些基因组成的网络系统。

5证候－基因组研究

为促进中医药与现代生命科学的前沿―基因组学的沟通，寻求新的研究和发展领域与途径，国家中医药管理局科技教育司于1999 年3 月14-15 日在北京召开了中医药与基因组学研讨会。在中医药与基因组学研究相互渗透的可能性中医药与基因组学结合的研究领域、基因组学与中医药交叉渗透的切入点3个方面进行了广泛的交流，取得“证候-基因组”研究的共识。“证候-基因组学”定义为在证候理论指导下，运用功能基因组学的方法，通过探讨证候，特别是同病异证或异病同证时基因的变异及差异表达情况，揭示与某一证候形成相关的所有基因及其功能，从整体基因表达的水平阐明证候的本质。

“证候-基因组”的切入证候的研究也应当包含基因组的两个层次，即证候的单核苷酸多态研究和证候的基因表达谱研究。前者应从异病同证角度切入，这样才能发现与证候的关系密切的核苷酸多态，但是研究者要从整体上把握证候与SNP 的关系，就必须通过对全部一千万个SNP 位点都进行基因分型，其难度是相当大的。“证候-基因表达谱”研究主要针对参与表达的约3 万个基因，故从理论上把握证候的整体基因表达是可行的，因此目前“证候-基因组”研究以“证候-基因表达谱”为重点。

当代有许多中医学者专家比如王米渠先生在努力研究中医证候和基因组的结合，试图在基因组的研究中揭示出中医的证或者证候的本质。他们克服了方法论、试验重复性差、海量数据处理等困难，在证候－基因组研究中取得了可喜的一步，为揭示中医证候的本质为中医现代化作出了杰出贡献。

但是当代证候－基因组研究也存在许多的不足，例如：如何证候-基因表达谱动态中表现出证候的定量变化，基因组图谱中的基因相互关系怎样如何随着证的逐渐变化而发展的等等。将基因组图谱作为证候的本质不能说明问题，似乎有将中医走向还原论的可能，已经有许多学者提出了批评。

6证候－基因组研究的建议

证候－基因组研究作为证候现代化研究的初步，能作出这样的成果是不能提出任何批评的，但是为了进一步的发展不能不对现已经作出的成果和经验作出应有的总结和审核。

（1）重悟轻测是中医传统的认知方法，中医对人体生理、病理的认识体现了这一点。藏象系统就是通过直觉提出的。现在的证候－基因组研究看起来走向了另一极端，没有和中医原来的优点结合起来。笔者认为，证候－基因组研究应该和中医基因组学结合起来，将分析测定和整体思维直觉思维结合起来，达到悟测并重，在测定中结合整体思维，在整体思维中测定，相互验证。

（2）中医学在观察分析和研究处理问题时，注重的时事物的功能、属性、作用，而不是形态和结构。基因组整体时结构和功能的统一，认识基因组整体必须坚持功能分析和结构分析的统一，在实践中将二者结合起来，相互促进而快速达到目的。

（3）基因组是相互联系的整体，研究证候基因组必须从基因组整体出发，基因是整体中的部分，是全息性的部分，从整体出发才不会走向还原论，而保持中医的整体特色。

（4）中医坚持临床研究和试验研究的结合，证候是基因组的网络出现的不和谐的问题，临床有大量的证候都可以利用，可以在证候的研究中发现深刻的基因组联系；把临床研究与试验研究结合起来，相互弥补，利用各种分子生物学技术和手段可以发现基因组内的整体联系。

证候学是可以结合现代的分子生物学技术，阐述证候的整体本质，让中医学的整体色彩在新的时代重新焕发出新的光辉；否则就可能落后，随着生命本质的研究继续深入，中医学就可能被取代。基因组学是现代生命科学由还原论走向整体论的节点，而中医基因组学的建立不但促进这种趋势，而且可以促进中医药学的现代化发展。中医药学只有在结合吸收了现代科学的优秀还原论优势，在整体理论指导下分化重新整合而走向新的整体论高峰。

参考文献

［1］刘家强.中医基因组学的建立考释[J].中医药学报，2004：9：1667-1669.

第4篇：基因组学发展范文

[摘要]21世纪是基因科学高度发展的世纪,针灸学可望在“后基因组时代”中发挥重要的作用。笔者认为针灸学在关键基因调控方面优势明显,针灸的作用机理研究可望通过借鉴基因科学的先进的理论与技术而有所突破,并借鉴针灸治疗溃疡性结肠炎的研究思路,提出了21世纪针灸学的研究思路与发展方向。

[主题词]针灸学;研究设计;基因组,人GeneScienceandAcupMoxibustionScienceofthe21thCenturyWuHuangan,ZhangBimeng,LiuHuirong(

ShanghaiMunicipalInstituteofAcupmoxibustionandMeridians,Shanghai200030)[Abstract]The21

thcenturywillbeacenturyofhighdegreeofdevelopmentingenescience.Acupmoxibustionsciencemay

playanimportantroleinthe“latergenometimes”.Theauthorsholdthatacupmoxibustionsciencehaso

bviousadvantagesinregulationofcriticalfunctionalgenes;studiesonmechanismsofacupunc

tureandmoxibustionmayhavesomebreakthroughbymeansofadvancedtheoriesandtechniqueso

fgenescience.Theyalsoputforwardresearchthinkinganddevelopmentdirectionofacup

moxibustionscienceinthe21thcenturybasedonthinkingofstudyontreatmentofulcer

ativecolitiswithacupunctureandmoxibustion.

[Keywords]AcupunctureMoxibustionScience;ResearchDesign;Genome,Human第一作者简介:吴焕淦,男,上海中医药大学教授、博士生导师,上海市针灸经络研究所副所长。

作为生命科学的重要组成部分,针灸学在现代化研究进程中,充分吸收、借鉴了生命科学领域的新思维、新理论、新技术,在针刺镇痛机理研究,经络、腧穴本质探讨方面取得了一系列进展,针灸与神经、内分泌、免疫系统相关性研究成果也已为医学界所认同。我们也意识到,有关针灸作用机理研究和其他与针灸学发展密切相关的问题,不是针灸学本身所能解决的,只有将其融入生命科学这一大环境中,针灸学才能获得进一步的发展。可以预测,在到来的21世纪里,生命科学必将获得空前的发展,“基因科学”将渗透到医学的各个领域,在新的“基因时代”里,针灸学将受到哪些影响,它的发展前景如何?我们应该如何把握这一发展时机等一系列相关问题,应引起每一位针灸工作者的足够重视。结合我们课题组在长期从事针灸免疫(包括分子免疫学)相关研究过程中所积累的一些经验,从以下几个方面提出一些初浅的看法。

1基因组学快速发展

自20世纪以来,生命科学获得了极大发展,特别是1953年DNA双螺旋结构的发现以及1985年Crick的遗传信息传递的中心法则的提出,更是极大地促进了基因组学的发展,从而引发了一场世界范围内的基因技术革命,它对整个社会的影响是巨大的,在工业、农业、环保、医药等方面显示出广阔的发展前景。基因组学的研究可分为两个阶段:一是以人类基因组DNA的全序列测定为标志的“结构基因组学”阶段。自美国从1990年启动人类基因组计划(HGP)以来,已经发展成为一个国际大协作项目,它的意义可与曼哈顿原子弹计划及阿波罗登月计划相媲美,但现阶段HGP的完成仅为今后全面认识人类基因组的功能提供了一个结构基础[1]。随之而来的是竞争更为激烈的“后基因组时代”,为了确保我国在未来的生命科学中占有重要地位,我国确立了从“功能基因组学”和“疾病基因组学”入手的研究策略,同时,也认识到人类基因组学的研究方法、研究内容与中医学的整体观、辨证观有许多相似之处,中医药(包括针灸)在这方面有巨大潜力。

2针灸学的优势

针灸是在中医的脏腑经脉等相关理论的指导下,通过针刺或艾灸来达到调整脏腑的阴阳气血、虚实正邪等,最终起到治疗作用。它擅长从整体上对人体进行调整,并可根据机体不同的功能状况,通过选用不同的穴位或采用不同的针刺手法来达到调整机体功能状态之目的。针灸学作为中医学的重要组成部分,其基本治疗思想是将疾病的病理过程作为一个整体,它通过影响多靶点和疾病过程的多个环节,从而激发机体自身内在的调整能力来达到治疗目的[2]。其整合作用不仅表现在影响疾病的病理过程,对体质改善也有作用,在解决疾病易感性方面优势明显。当前,人类的疾病由以感染和营养失调为主的单因素疾病转向以机体自身代谢和调控失常为主的多因素疾病,以对抗为主要特征的西医未能达到从根本上改变复杂的病理过程,难以遏止疾病的发展[3]。虽然基因科学带给医学的影响是巨大的,甚至被称为“基因科学导致医学革命”,许多科学家也提出可以用改变基因结构来治疗单基因疾病,但这只是理论上的设想,迄今为止,基因治疗尚不成熟,它的负面效应还不清楚[4]。况且,绝大多数发病率高、危害性大的疾病是多基因疾病,是有多个调控基因失常所致,因此,治疗策略应该是以修饰或调控基因表达与基因产物功能来达到治疗目的。在研究基因组过程中,认识到多种致病因素作用于人体,能否发病以及预后情况怎样,是疾病相关基因与内外环境相互作用的结果,外因是通过内因起作用的,并在此基础上提出了诊治的个体化等新的治疗观念,这与中医学(针灸学)的辨证论治观相一致。针灸学在整个发展过程,都贯穿着辨证论治思想,其以多环节、多靶点的整合调节为特点,在治疗与病种方面的优势依然明显。基因组学与中医针灸学在思维方法学上的趋近性,为两者在研究思路与研究方法的相互渗透提供了可能。

3基因芯片在针灸治疗溃疡性结肠炎作用机制研究中的应用

有关针灸作用机理的研究,古代及近代医家都作过探索,但基本上停留在以传统的中医理论进行阐述。近半个世纪以来,国内外学者在针灸作用机理研究,如针刺镇痛机理的研究,针刺对神经、免疫、内分泌系统调节的研究等方面,均作了大量细致而有意义的工作,并证实了针刺的确切疗效,但尚缺少被人们普遍接受的合理解释。针灸治疗溃疡性结肠炎临床与机理的系列研究所提供的研究思路,对我们颇有借鉴意义。溃疡性结肠炎(UlcerativeColitis,UC)属难治性疾病,病因涉及免疫系统、环境,以及尚未确定的慢性肠道炎症易感基因之间的相互作用。这些相互作用引起一系列级联改变,导致慢性肠道炎症、组织病变和疾病。我们的研究发现:隔药灸治疗UC不仅具有满意的近期疗效,也有一定的远期疗效,且副作用小[5]。有关隔药灸治疗UC的临床及作用机理的研究成果已得到学术界的广泛认同:(1)艾灸治疗溃疡性结肠炎的形态学研究(SCI收录)[5];(2)从细胞因子与基因调控探讨针灸治疗溃疡性结肠炎的机理(SCI收录)[6];(3)针灸治疗大鼠溃疡性结肠炎分子免疫学机理研究[7],发现隔药灸与电针能够上调溃疡性结肠炎大鼠结肠粘膜中IL1ramRNA表达,降低IL1βmRNA、IL6mRNA表达及iNOSmRNA的表达,从而有效地控制溃疡性结肠炎已启动的炎症和免疫级联反应[6、7]。上述研究成果为进一步从基因表达调控水平上研究UC提供了理论及实验基础,也为研究隔药灸调节相关基因表达及表达产物功能提供了重要依据。但这种只针对单基因的研究思路对揭示UC的发病本质存在一定的局限性,毕竟众多细胞因子之间及其与靶细胞之间是相互影响、相互作用的。

国外有研究选择性删除小鼠一个感兴趣的基因(或称为“敲除”)而产生慢性肠道炎症。特发性肠道炎症可以是免疫系统特异基因异常的结果,在这些有基因改变的动物,正常肠道菌群能诱发慢性肠道炎症。但对各种溃疡性结肠炎“敲除”突变体模型的思考,强烈支持环境(在这里指肠道菌群)可能与特异基因(特别是那些上调或下调免疫系统者)相互作用而引起溃疡性结肠炎的设想[8]。但无论在生理或病理条件下,在基因表达调控、机体免疫及细胞分化等重要生命活动中,并非每个基因都是单独的发挥作用,众多基因是作为一个统一的整体进行调节的。目前,国内尚缺乏全面、深入的相关研究,未能阐明溃疡性结肠炎的确切发病机理,这给有效的治疗该病带来了困难。因此,筛选在影响UC的多个环节上起作用的分子和起关键性调控作用的基因,从基因的整体调控水平来揭示溃疡性结肠炎的发病机制及针灸治疗的可能作用机制应是医学界所关注的问题。

借鉴生命科学领域先进的理论与方法,应用近几年发展起来的前沿生物技术―――基因芯片技术筛选出UC差异表达基因及隔药灸“天枢穴”治疗UC的反应性基因,并克隆部分未知基因全长cDNA,进行功能分析,初步建立“UC相关基因表达谱”,阐释UC的发生机制与隔药灸治疗UC的基因调控和功能修饰的机制,探讨能与隔药灸起反应的基因。这些基因可能是目前已知的与UC相关的基因,也可能是未知功能的基因,国内尚未对溃疡性结肠炎基因表达谱有一个全面的认识。因此,从整体水平出发来研究针灸的基因表达谱为最终揭示针灸的作用本质提供了可能,同时也为针灸的现代化研究提供了一种很好的思路。

自人类基因组计划实施以来,不仅给现代医药学带来新机遇,也为针灸学的发展带来了极好的契机。国内一些学者已注意到在“功能基因组”与“疾病基因组”的调控方面,针灸具有巨大的潜力,并且意识到如果在这方面的研究有所突破的话,将使我国在即将来临的“后基因组时代”处于国际领先地位[2,3]。在考虑将“功能基因组学”与针灸学结合起来进行研究时,不仅要严格遵循“功能基因组学”本身的研究规律,同时也要认识到针灸疗法本身的特点,选择针灸疗效显著的溃疡性结肠炎进行研究,因此,开展“UC隔药灸”基因表达谱的相关研究具有较高的理论与应用价值。

实践证明,针灸学只有采取中西医结合方式,运用先进的现代科学技术与手段,把中医基础理论的阐释、确切的临床疗效及其作用机理提供给人们,充分发挥其在调控基因功能方面的优势,才能在21世纪的生命科学研究中占有一席之地。有理由认为,只有充分地将针灸学的特色融入到生命科学的领域中,将宏观现象的研究与微观机理的研究紧密结合起来,针灸学才能在当今迅速发展的生命科学里得到丰富和发展。相信,针灸学必将在21世纪里大放光彩。

4参考文献

1吴.发展基因组学和生物信息学刻不容缓.中国医学科学院学报,2000;22(1):1

2洪净.中医药防治疾病的优势与学术发展切入点的探讨.中医杂志,2000;41(12):751

3李扬.流行病学模式的转变.国外医学社会医学分册,1998;15(3):97

4沈自尹.基因科学和21世纪中医药学的走向.上海中医药杂志,2000;4(10):7

5WuHuangan,ZhouLibin,etal.MorphologicalStudyonColonic

PathologyinUlcerativeColitisTreatedbyMoxibustion.Treatment.WorldJournalofGastroenterology,2000;9(6):861

6吴焕淦,等.针灸治疗大鼠溃疡性结肠炎细胞因子基因表达的探讨.世界华人消化杂志,1998;6(10):853

7WuHuangan,etal.TheMechanismofiNOSGeneModulationon

第5篇：基因组学发展范文

【摘要】

整体医学是一种弱整体观，理论基础是还原科学观。未来的整体医学是以中医学为核心的功能与结构统一的医学体系。中医学的整体观经历了一个发展过程，中医现代化必须从《内经》的整体观开始，而中医基因组学和中医心理学是关键。中医现代化的目的就是用现代的语言和当代科学技术重新描述人与自然、人与社会平衡条件下的人整体及其运动规律。整体医学的崛起将给中医药学的国际化带来机遇。

【关键词】 整体医学； 基因组； 中医心理学； 中医基因组学

1 整体医学

整体医学是现代社会正在兴起的一种医学体系，将医学看成一个有机整体，从整体上来认识医学的性质、对象和目的。整体医学与传统中医药学在外表近似，但是本质有所不同。整体医学从本质上说，是一种系统论。整体医学就是用整体观认识医学的各个要素。 而整体医学的整体观是建立在现代科学技术所认识的所有联系的基础上，从科学的长远发展上来说，这是一种弱整体观，一种综合论，理论基础是还原科学观。

医学的发展大致经历了三个时代，即经验医学时代、实验医学时代和当前的整体医学时代。经验医学时代为自然哲学医学模式，实验医学时代为生物医学模式，而整体医学时代为生物-心理-社会医学模式。当今医学的特点是处在实验医学时代向整体医学时代的过渡时期，整体医学的理论体系尚未正式形成，但已具雏形。现代的整体医学是现代科学技术尤其是生命科学发展的结果，但是生命科学——基因组学正在走向完善的基因组联系，将来的发展必然在基因组的普遍联系上证明中医的基本理论，所以随着基因组学的整体化发展，以及中医学的跨越式发展，现代整体医学必然走向更完备的、以中医学为核心的整体医学。

2 中医学现代化

整体医学的崛起给中医药学国际化带来了机遇，整体医学与中医药学的关系是十分密切的。从理论体系看，整体医学的理论与中医药学的学说实际上是相通的。如《黄帝内经》中就提出“人与天地相参”的观点。

中医药学其实就是一门完整的整体医学。中医学有着对人体自身整体性及人与自然、社会环境相统一的认识。但是中医学又是一门模糊的整体科学。《黄帝内经》建立于二千多年前，是古人观察人体与自然所建立的整体医学，其本质就是结构与功能相统一的整体观，但是由于社会发展水平和极端落后的科学技术条件的限制，这个时候形成的整体只能是粗略与模糊的。随着时代的发展，由于封建礼教的限制，加之受中国哲学观重用轻体、重道轻器价值取向的影响，人们开始疏于人体具体的形态和结构，歧视人体解剖，对人体的细节和局部方面未做较深入的剖析研究，随之《内经》的结构功能统一的整体观逐渐演变为单纯的功能性的整体观。由于缺乏了结构和形态的支持，不能得到有效的可见的物质证据来说明自己的科学性，本身也缺乏创新发展，所以随着以结构为主的现代医学的发展，中医学屡次受到打击和排斥。

中医药学的发展必须从《黄帝内经》的整体思想开始做起，真正认识整体的本质，结合现达的科学技术尤其是分子生物学技术，发展新时代的完整的结构与功能统一的整体观。所谓中医现代化就是用现代语言和科学技术重新描述人与自然、人与社会平衡条件下的人整体的运动规律。

当代分子生物学在迅猛发展，借助电子计算机技术处理大量数据，基因组学得到了极大的发展。在足够的时间内，基因组学很可能走向整体，最后可能在基因的相互联系中发现了中医的阴阳五行所存在的基因证据，这时候中医就会被分子生物学所吸收，现代的整体医学就可能吸收了中医药学的优势发展成为完善的结构与功能统一的整体医学，中医不再是中国的中医了。这是好事，但是对于国家和民族，对于中医学的发源地，我们将失去一次崛起的机会。

3 整体的含义

中医学是整体科学，西医学是还原科学。中医现代化首先必须是基础理论的现代化，而基础理论的现代化又以整体为前提，整体观的现代化为首要。 以前中医现代化的失败在于从传统的功能整体观方法论上而不是从整体的根本意义上看待现代化。而西医也是从自身的方法论上看待中医，所以在这种前提下根本的中西医结合是不可能的。

整体是物质的结构与功能的统一，两者互相依存、不能分离，结构是功能的基础，功能是结构的展现。整体是局部的整体，局部是整体的局部。 整体是物质形、气、能的统一，是结构与功能的统一，是一种客观实在。

任何个体都是由两种以上的物质要素混化而成的。这一混化物可以呈质地均匀无别的气态，也可以呈实体存在的实体态。前者固然是一体，后者，尽管它的实体组成部分可以形形，各部分的功能也可千差万别，但该实体物的气却遍布全体、贯穿内外，使组元形成有机联系的和谐整体。这里所说的整体，指形成气的时空结构而言，它是维系气独立性、特殊性的根本，也可把整体理解为气的结构模式。譬如，设某模式为特殊的比附，这种特定的形状结构的性质是不受其所占位置的大小影响的。因而时空结构模式一旦形成，不仅可以使全部事物的各个部分都处在同一结构上，而且这一整体特以渗透到所属各个局部中去，使在这一整体中的局部组元可以体现整体，这是与组元作为独立存在物的根本区别：①整体的实在性。②整体的联系性：任何整体都在和其他整体处在密切的联系当中，联系是这个整体存在的必然条件，没有联系便没有这个整体存在的必然性了。③整体的层次性：任何整体都是大的整体的一个组成部分，而这个整体有包含了小的层次的整体，小的局部组成。④整体规律的类似性：一物生来有一身，一物自有一乾坤。每个整体都是从类似规律演化而来，从无极演化，有太极，从这太极演化阴阳，以至这一整体全部。⑤整体的进化性：宇宙从无极逐渐演化太极，以至现在的万物，在发展至人这个宇宙最高级的生命个体，便是整体演化的最好的证明。

气是中医学的核心。现代医学是从有形的结构上研究，形是气所聚，形散为气，气是形的场，形气是统一的。气是整体的体现。 那么从形气理论的两种医学也是可以统一的。

整体性是贯穿人体宏观和微观的根本。从宏观逐渐微观，每一层次都是结构和功能的统一，每一层次都服从统一的整体性，而整体性是每一层次运动联系的根本。这个的整体规律就是中医基础理论，这个规律指导着每一层次的运动和相互作用。

4 建立中医基因组学

基因组是现代生物学还原到分子的体现，由此生命科学开始转向整体科学。现在的功能基因组学就是这一转向的体现。基因组是整体科学与还原科学的交汇点。

基因组是人体的微观信息调控中心，更体现了人体的整体性。它是人的精气的凝聚态，含有生命的全部信息。宏观人体整体和微观的人体基因组整体性是统一的和同源的，基因组整体是由五脏功能模块组成，这五脏又有亚细的模块组成，这亚细的模块又有更微小的基因模块组成，各个大模块亚细模块之间存在协调的相互关系，这个关系就是微观经络系统。基因功能模块由相应的基因组成，基因组整体是结构和功能统一的整体。建立中医特色的基因组学是为了完善中医药学理论，发展整体医学。建立微观基因组整体辨证论治，并没有否定传统意义上的辨证论治观，而是将其发展一步，深入到基因组整体内部，将整体观深入到基因组整体中，将宏观整体辨证和微观基因组整体辨证结合起来，建立了一个从外至里、从里至外的整体的辨证论治观，建立宏观和微观统一的整体的辨证体系。这才是科学的完整的辨证论治观。

建立中医基因组学是为了在基因研究的基础上，结合证候研究，证明中医证候理论的正确性；进而在分子基础上证明中医脏腑经络理论的正确性，最后深入基因组研究，深入了解基因组所蕴含的生命本质以及生命的发展。

中医基因组学的建立是中医现代化走向未来的一个关键点，整体科学与还原科学都在这一尖端领域进行着研究，而中医学进入这一领域，一可以完善自己的理论体系，解译基因组所包含的全部生命信息，促进人类的健康事业；二则可以引导还原科学的整体化演变。

5 中医心理学的发展

这是中医心理学与现代心理学结合的关键点。也是中医现代化的另一个关键点。

中医心理学原来是中医学的一个分支，以心理的整体功能为本体论述人的心理的，讲的是人的先天功能。传统中医学建立在远古极端落后的社会经济条件下，人们看不出人的社会本质和社会发展，而现代社会条件下，人的心理与健康都受到了社会的极大影响，发生了很大改变，中医心理学也必须随时代的发展而发展。

现代心理学是以人的大脑的具体结构为生理基础，论述人在社会中的各种行为性格等，这是人的后天功能，对人们的各种行为意识均有科学的描述。但是现代心理学没有与人的整体功能结合在一起，没有指出人的根本的社会本质，所以其发展也是有局限的。现代心理学是建立在还原论基础上的，而人的心理是整体的，所以它本身具有很大的缺陷。

人的各种语言、行为以及意识思维等都是在人的元神的支配下进行的，元神是最根本的自我。而心理的进行是在社会背景条件下的，一切心理行为都有社会背景的，社会背景形成了人的心理模块、人格模式，人格模式下的元神系统构成了人的社会自我，心理的行为是在元神的支配下通过心理模块进行的，以此结合这两个心理学，可以从根本上解决人的心理问题。佛学对人的心性理论有深刻认识，但是借鉴之前必须彻底抛弃佛学所具有的唯心思想，心性理论中性与元神相关，而心与元神、元神支配下形成的人格模式有关。

元神可以接受信息，加工、储存、提取信息，发放信息三个方面。人出生时意识是白净的，但是在人从出生开始，人就在不断接受信息，在一定社会文化背景下不断学习，不断加深信息，积累信息，使元神中的信息不断强化与激活而得到强化，最终形成了比较固定的人格参照模式。这个模式一旦形成，就形成了新进入信息的文化背景，形成了人各种意识、行为的模板，形成了特定的性格模式。人的性格模式是在元神支配下形成的，但是性格模式一旦形成就对人的元神人的生理发生作用，形成了人的后天行为的文化背景和模式。人的性格模式与人的后天社会文化环境有很大关系，它也不是固定不变的。

中医心理学和现代心理学是功能与应用的结合。元神是人的整体功能，人的五脏情志、七情等都是人的元神功能的一个方面，但是这些情志的发生必然受到人的性格模式的影响，性格模式又决定了情志的发生模式。中医心理学和现代心理学都是不完整的，各讲述了人心理的一个方面，结合起来才是真正的人的心理整体过程。

人的心理在当今社会是一个比较陌生的领域，佛学、现代心理学、中医心理学都有各自的认识，但是它们又不是完全的，正确的认识是将它们结合起来，建立科学的辨证唯物主义的整体的心理学体系。现代中医心理学的建立不但解决了人的意识的根本问题，促进人类的心理健康发展，而是还对社会的发展有很大的潜在的作用。

6 结论

第6篇：基因组学发展范文

组学研究?大规模队列试验和数据处理是精准医学的核心?精准医学是综合个体遗传因素及环境因素信息与表型关联的个体化医学模式,是在大数据驱动下的一门多学科交叉学科?鉴于我国巨大的医疗资源需求的现状,研究和实施适合我国国情的精准医学计划旨在解决以“群体”为对象的传统医学诊断误差大?用药非精准以及医疗资源浪费大的难题,具有积极的社会意义和经济意义?本文就精准医学的提出和发展基础,以及国内相关研究进展进行综述?

1从循证医学到精准医学

在2008年提出以表述分子诊断使得医生不用依赖于直觉和经验便可以明确诊断?循证医学时代强调“群体”的临床证据,而忽视了“个体”的复杂性以及“个体”的遗传特性和环境因素的差异性?循证医学过分关注群体统计学差异,忽视了临床实践的真正意义;而精准医学正是关注于“个体”:这便决定未来的医学模式将从循证医学转变为精准医学?“精准医学(precision medicine)”一词最早是由哈佛大学商学院商业战略家Clayton Christensen但是,当时这个描述并没有引起太多的关注?2011年美国国立研究委员会下属的“发展新疾病分类法框架委员会”发表的《迈向精准医学:建立一个生物医学知识网络和一个新疾病分类法框架》蓝图,作为“个体化医学”的新表述形式,“精准医学”才开始被广泛重视?精准医学是指为每位病患的个体特征制定医疗方案,根据对某种疾病的易感性或特定治疗方案的反应将患者个体分成亚群;然后将预防或治疗措施集中于有效病患,而免去给无效患者带来费用和副作用?“精准”包括“准确(accurate)”和“精密(precise)”两重含义?精准医学根据病人个体特异性制定个性化精准预防?精准诊断和精准治疗方案,是具有颠覆性的医学新模式?2015年初,奥巴马政府在国情咨文中提出美国的“精准医学计划(precision medicine initiative,PMI)”,并为精准医学计划的5个具体内容在2016财年预算案中提出2.15亿美元预算?“精准医学计划”是以遗传信息的发现和人类基因组计划的实施为基础,依靠百万志愿者的基因组信息和临床信息的大数据来支撑癌症与其它多基因病研究,转变相关管理部门的监管方式,寻求公立机构和私立机构良好合作的大型全国性乃至全球性前瞻性项目?从循证医学到精准医学是一个粗放到精确的过程:循证医学关注于“群体”统计学差异,精准医学则关注于“个体”组学特征;循证医学强调随机对照数据,精准医学强调分子生物学证据?

2精准医学研究的核心和基础

基因组研究中新产生的流行病学数据转换为与未来临床应用相关的信息?组学技术的质量和标准是精准医学的关键之一?精准医学临床转化的基础和关键环节:通过对患者遗传特性的研究和分型,在我国原创抗癌新药西达本胺(组蛋白去乙酰化酶抑制剂)的研发和上市过程中,药物基因组学便起到了极大的促进作用?精准医学研究的主要目的是通过标准化的各种大型的队列研究和多种组学研究,寻找疾病的新的生物标志物以完善疾病分类;完善后的新疾病分型通过药物基因组学等手段进行临床转化,达到个体化的精准医疗(Fig 2)?其中大型队列研究是精准医学的核心;多种组学研究是精准医学的基础,其中药物基因组学?药物表观基因组学以及药物蛋白组学等是精准医疗临床转化的桥梁;大数据的标准化处理与发掘是精准医学的重要凭据?

2.1大型队列研究

作为精准医学研究的核心,大规模队列研究通过对大规模健康和疾病人群的随访信息和临床样本的收集,进行多层次综合性的组学研究,有利于发现疾病早期诊疗的生物标志物?其中新药临床试验由于规范度高?标准化好等优势,是精准医学大规模队列研究中规范样本和表型数据的重要来源?医院生物样本和临床信息是精准医学的宝贵资源和重要前提,由于其复杂的多样性,其可靠性成为决定精准医学成败的关键?

欧洲癌症与营养关系的前瞻研究计划(european pro-spective investigation into cancer and nutrition,EPIC)自二十世纪末起开始调查膳食?代谢及遗传因素与癌症发病之间的关系?EPIC通过对10个欧洲国家的50万余人群的长期随访(其中2.6万人后期发展为癌症),以及对900万例样本的收集和分析,研究了不同膳食类型?遗传多态性等与癌症发生发展的关系?其研究结果对降低癌症发病率?减轻癌症患者的痛苦并延长患者的生存期具有积极的意义?

第7篇：基因组学发展范文

代表团首先参观考察了以色列农业研究院Newe Yaar研究中心。该中心研究人员详细讲解了中心各部门的研究内容，甜瓜分子遗传与育种部门负责人Kobi研究员就西瓜和甜瓜果实发育转录组学、西瓜甜瓜糖积累和调控关键基因定位进行深入讲解。期间许勇研究员与Kobi研究员重点讨论了西瓜和甜瓜转录组数据分享以及对中国-以色列国际合作项目的申请和合作方案进行了讨论。

图1 国家西甜瓜产业技术体系代表团访问

以色列农业研究院Newe Yaar研究中心

代表团考察了以色列新兴育种公司Kaiima，公司负责人向代表团一行讲解了该公司独创的育种技术。该公司以非转基因工程为主要思路，以多倍体及杂种优势为主要育种技术，已经育成的四倍体杂交玉米、水稻品种，十二倍体小麦、四倍体油菜、三倍体黄瓜等，有些已经推向市场，在多倍体诱导过程中，通过控制染色体复制时纺锤丝对中心粒的牵引这一项专利技术，不损伤染色体与DNA。代表团实地观察了十二倍体小麦、四倍体油菜等作物植株长势和产量情况，为体系育种研发提供了可借鉴思路与技术路线。

代表团在土耳其当地育种专家Derya Güne带队参观欧洲最大的蔬菜产区Kumucia，实地考察了黄瓜、西葫芦、辣椒、番茄和茄子等生产基地，详细了解当地的气候条件、蔬菜种子来源、蔬菜产量和蔬菜种植农户的人均收入水平等。当地最大的育苗企业DURAN FIDE是当地30个育苗工厂之一，拥有自动点播机、大型温室和大型人工气候室等先进设备。本代表团一行获得了当地育种公司、育苗厂及本地媒体的重视，当地媒体对代表团的来访予以报道并刊登于当地主流媒体上。

图3 西甜瓜产业技术体系成员参加

2012年欧洲植物育种研究学会

代表团在土耳其安塔利亚参加了2012年欧洲植物育种研究学会葫芦科植物遗传育种大会，在葫芦科作物全基因组测序完成的今天，如何有效利用海量的全基因组数据，挖掘葫芦科作物的抗病性、抗逆性、商品品质关键基因，并最终应用于优异种质资源的高效筛选是目前国际上葫芦科作物基因组学研究的热点。首席许勇研究员作为大会学术委员会委员，在大会上做了“西瓜转录组、糖积累和代谢研究”的主题报告，中国多名专家也做了口头报告与墙报。来自美国、法国、土耳其、西班牙、以色列、日本等国家和地区的葫芦科作物研究领域的Amnon Levi、Davis Angela、Garcia Mas Jordi、Kotch George 和Todd C. Wehner等200余位权威学者就西瓜果实成熟基因表达、甜瓜果实成熟基因表达谱、甜瓜糖含量基因QTL定位、西瓜渐渗系的构建、西瓜糖含量基因QTL定位等研究结果进行了深入交流和探讨。会议期间，与波兰华沙大学交流了他们在黄瓜隐性gg雌性系基因克隆的进展并交换了意见。Ray D. Martyn、M.Babadoost等专家就瓜类枯萎病、美国的瓜类细菌性果斑病的研究结果进行了交流。体系病虫害防控研究室主任赵廷昌研究员就相关问题作了讨论交流，国外科学家特别提示代表团：瓜类细菌性果斑病需要你们在国内普查和研究。中国农业科学院郑州果树研究所刘研究员、东北农业大学园艺学院栾非时院长、华中农业大学园艺林学学院别之龙教授及湖南省蔬菜研究所陈惠明研究员等也分别就自己研究领域和国外专家作了深入的交流和讨论，对今后研究思路的确立及深入开展工作起到一定借鉴作用。

会议期间代表团还参观考察了土耳其著名育种公司YUKSEL TOHUMCLUK，该公司占有土耳其国内25% 的蔬菜种子市场份额，拥有40公顷的蔬菜育种与繁种温室，同时还参观了瑞克斯旺（RIJK ZWAAN）种业公司土耳其分公司。代表团了解了各公司的西瓜、甜瓜、黄瓜、西葫芦和辣椒等品种类型，温室消毒及肥水一体化技术的应用。最后参观了BATI AKDENIZ AGRICULTURAL RESEACH INSTITUTE农业研究所，了解了土耳其公益性蔬菜研究所的体制与运行机制以及资源与品种等。

第8篇：基因组学发展范文

关键词高通量测序；基因组；林木育种

中图分类号S722.3文献标识码A文章编号 1007-5739（2013）12-0130-03

ApplicationsofHigh-throughputSequencinginForestTreeBreeding

TIAN BinXIN Pei-yaoZHANG Xue-juanWANG Da-weiHE Cheng-zhong *

（Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwest China，State Forestry Administration，Southwest Forestry University，Kunming Yunnan 650224）

AbstractForest trees are not only the important renewable resources which can meet the essential needs of humans，but also the most important part of the terrestrial ecosystems. Traditional breeding methods have largely contributed to the development of forest tree breeding，but it is difficult to meet human′s needs for forest resources. Nowadays，the availability of genomic tools and resources is leading to a new revolution of plant breeding，as they facilitate the study of the relationship between the genotype and the phenotype，in particular for complex traits. With high-throughput sequencing technique，you can explore functional gene and its precise positioning by a new genetic mapping strategy. In this paper，the author reviewed the progress in tree genomic and genetic breeding，and prospected the future achievements in order to provide a useful reference for researchers working in this area.

Key wordshigh-throughput sequencing；genome；forest tree breeding

林木不仅是重要的可再生资源，为人类提供了衣、食、住、行等最基本的原材料，而且是陆地生态系统最重要的组成部分。其包含80%以上的陆地生物量，为超过50%的陆地生物提供庇护所。同时，林木还提供了生物多样性保护、碳沉积、气候调节、水源涵养等多种重要的生态服务，并且从一定程度上塑造了人类多样性的文化[1-2]。

当前，随着全球气候的不断恶化和能源危机的持续发酵，对生态系统特别是森林生态系统的保护和利用已成为一个世界性的课题。利用遗传学的方法对林木进行改良能够充分利用自然生产潜力，提高林产品产量和品质，增强林木抗性以及充分发挥林木的多种生态效益。然而，与水稻、玉米等其他草本农作物育种的高速发展不同，林木的生长周期较长，并且基因组普遍比较大，使得通过反向遗传学的方法找寻和精确定位优良突变受到限制，因此林木育种整体研究进展缓慢。

传统的育种学方法已经难以满足人类对林产品的快速需求。随着分子生物学技术的飞跃式发展，大量的分子标记被运用到林木遗传育种中，然而无论是通过实验遗传学还是比较遗传学的方法都在对基因快速准确的分析定位上受到了一定的限制。在林木中构建较高密度的遗传图谱不仅耗时耗力，而且得到的信息量较少[3]。1975年英国生化学家Frederick Sanger发明了末端终止法DNA测序技术[4]，打开了解读生命“天书”的大门。但是利用Sanger测序的方法得到一个高等生物的全基因组序列需要花费大量的时间和资金，基因组学在生命科学领域中的广泛应用也受到一定的限制。然而，21世纪以来基于高通量的第2代和第3代测序技术的出现使得基因组测序所需的时间和成本大大降低，让以前遥不可及的基因组测序工作简单到一个实验室都可以进行。以2006年毛果杨（Populus trichocarpa）全基因组序列的为契机[5]，林木遗传育种学研究从基本遗传平台构建研究的初始阶段，快速进入到以功能基因组研究为代表的后基因组时代。该文概述了林木基因组学研究的进展，探讨了高通量测序技术对林木遗传育种带来的机遇和挑战，以为我国林木遗传育种学研究提供有益的参考。

第9篇：基因组学发展范文

关键词： 功能基因组； 西瓜； 甜瓜； 黄瓜

功能基因组学（functional genomics），又被称为后基因组学（post-genomics），它是利用结构基因组学提供的丰富信息和产物，借助高通量、大规模的试验分析方法，在全基因组或系统水平上研究基因的功能，弄清生物体中各组分是如何工作并形成有功能的细胞、组织及整个生物体[1]。其目标是明确基因组中全部基因的功能， 揭示植物生长发育、环境应答互作的分子网络， 从而全面阐释植物的生物学基础。目前，水稻、拟南芥等模式植物功能基因组学研究发展较快，近几年随着科技进步和资金投入的不断增加，葫芦科作物基因组研究也取得了一定的成果。西瓜基因组全长约425 Mb，甜瓜约450 Mb，黄瓜约376 Mb[2]， 基因组大小比较适合开展基因组测序和功能基因组研究。2007年由西班牙牵头组织，美国、中国、法国、以色列、日本等国家的14个实验室联合启动了国际葫芦科基因组计划（International Cucurbit Genomics Initiative，ICuGI），该计划为瓜类蔬菜的基因组学研究奠定了良好的技术平台。在此基础上，2008年相继启动了葫芦科三大作物西瓜、甜瓜、黄瓜的全基因组测序计划[3]。随着基因组测序工作的陆续完成，瓜类作物基因组研究逐步进入到功能基因组研究时代。本文综述了近些年植物功能基因组学主要研究方法在西瓜、甜瓜以及黄瓜上的应用概况。

1 高通量、大规模EST测序及功能解析

EST（Express Sequence Tag）是指通过对cDNA 文库中随机挑取的克隆进行大规模测序所获得的cDNA 的5’或3’端序列，长度一般为150～500 bp。EST是基因编码序列的一部分，通过与数据库中已知功能的基因序列进行对比，从理论上可推测其基因功能。EST已发展成为新基因发现的有效途径，也是植物功能基因组学研究的重要工具。随着测序技术的不断改良和测序成本的降低，高通量、大规模EST测序及功能解析开始广泛应用。

西瓜EST研究方面，A. Levi 等[4]通过与叶片cDNA消减杂交构建了西瓜果实发育不同时期（授粉后12、24、36 d）果肉消减cDNA文库，获得了832条无冗余EST，序列比对分析表明有410个EST-unigenes与已知编码蛋白的基因同源，按功能归类分属于初级代谢、氨基酸合成组装、细胞膜运输、细胞分裂、细胞壁代谢、细胞骨架和细胞形成、基因转录和表达、信号转导、抗性防御和次级代谢。这些潜在的功能基因序列为日后开展西瓜果实发育和品质形成的遗传与功能基因组研究奠定了基础。吕桂云等[5]通过构建枯萎病菌诱导的西瓜根系组织SSH-cDNA文库，对测序获得的4 431条高质量EST序列进行聚类拼接，获得1 756个非重复序列，基因功能分类表明抗病与防御相关基因约占36.3%，对获得的西瓜与枯萎病非亲和互作中部分特异性表达的基因进行了初步探讨，发现可能参与西瓜与枯萎病菌非亲和互作的转录因子、激酶和防卫基因及茉莉酸和木质素2个主要代谢途径。Guo等[6]采用Roche/454新一代测序技术，从西瓜4个果实发育期（授粉后10、18、26、34 d）获得了577 023个高质量EST，组装成了75 068个unigenes，有54.9% 的unigenes与GeneBank中的已知基因同源，其中2/3来源于黄瓜。Gene Ontology （GO）注释表明，有33 853个unigenes（45.1%）获得至少1个GO术语，被注释序列的基因功能分属于分子功能（molecular function）类别、生物过程（biological process）类别和细胞组分（cellular component）类别，所占比例分别为38.6%、38.6%和36%，另外大约29%的unigenes同时具有以上3种功能分类。生物过程类别的基因主要参与细胞过程、代谢过程和生物合成过程，表明果肉组织在发育过程中发生了广泛的代谢活动。数字基因表达谱分析及实时定量PCR验证表明有3 023个基因在果实发育不同时期存在显著的表达差异，表达量差异至少在2倍以上。研究发现细胞壁相关基因在未成熟白瓤果肉组织中高效表达，而类葫芦卜素代谢基因（八氢番茄红素合成酶和番茄红素-β环化酶）、蔗糖代谢基因（蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶）在果实发育不同时期差异表达明显，作者对与果实品质相关的一些生化途径如纤维素合成、木栓质合成、葡萄糖合成降解以及淀粉合成降解等进行了进一步鉴定。

甜瓜大规模EST测序及功能解析方面，Nurit Katzir等[7]通过构建甜瓜EST数据库，从4 800条序列中鉴定出与甜瓜果实香味代谢相关的3类基因家族，乙醇乙酰转移酶、倍半萜合酶和类胡萝卜素裂解双加氧酶，克隆得到候选基因的全长序列，研究了这些基因在不同甜瓜品种间的表达模式。Daniel Gonzalez-Ibeas等[8]通过对8个来源于甜瓜不同组织和生理状态的cDNA文库（包括授粉后15 d和46 d的2个果实的文库）测序和序列拼接、组装，获得16 637个无冗余EST。通过与拟南芥基因组做生物信息学比对分析，发现众多个与果实发育相关的基因，如ACC合成酶、ACC氧化酶、细胞壁代谢酶、类胡萝卜素合成代谢酶、MADS-box 基因等。实时定量PCR表明在果实成熟期乙烯受体基因EIN4表达量翻倍，表明该基因与果实成熟期乙烯信号调控相关。MADS-box 基因SVP在果实成熟期表达量下降了4倍，番茄红素ε环化酶基因（LUT2）和木葡聚糖内糖基转移酶基因（TCH4）表达量也下降了4倍。2011年，Christian Clepet等[9]构建了4个不同类型甜瓜品种不同植物组织的11个全长cDNA文库和4个标准化cDNA文库，分别获得71 577 条和22 179条EST，能够组装成24 444条unigenes，基因对比显示有75%～85%的序列与双子叶植物同源，70%与单子叶植物同源，有6 972个基因家族在双子叶植物和单子叶植物间具有保守性。对数字基因表达谱研究，结果表明有175个基因为组织特异表达，这些基因为未来开展功能基因组研究提供了宝贵的资源。作者从这些序列中鉴定出了4 068个SSR和3 073个SNP，并对1 382个全长转录组进行了分析。为了解甜瓜对盐胁迫的抗性反应机制，Shiwei Wei等[10]构建了耐盐甜瓜品种根系组织的抑制消减杂交（SSH）cDNA文库，测序获得262条uni-ESTs，有161条序列与已知基因高度同源，128条与未知功能基因同源，有很多基因显示与生物和非生物胁迫相关。研究表明，甜瓜耐盐受众多蛋白质调控，这些蛋白涉及细胞代谢、能量、转录、信号转导、蛋白质命运以及细胞拯救和防御等生物过程，表明甜瓜作物耐盐存在复杂的抗性反应机制。

在黄瓜上面，Dae-Jae Kim[11]构建了黄瓜子叶生长不同时期的cDNA文库，筛选出大量与衰老相关的基因，利用半定量RT-PCR分析了365个克隆，发现有很多基因表达量提高，这些基因有些功能已知，有些功能未知。齐晓花等[12]采用SMART 技术构建了高抗白粉病的黄瓜品系JIN5-508 的叶片cDNA文库，利用该文库随机挑选的8 352个克隆从5’端进行单向测序，共获得8 035个有效的ESTs，序列的平均长度为838 bp。从文库中筛选出了大量的低丰度表达基因，约占unigene总数的72.5%，1 991个unigenes 获得分子功能注释，其中与蛋白结合活性和催化活性相关的基因分别达到了41.34%和38.72%；在获得功能注释的unigene 中，有部分抗病抗逆相关基因高丰度表达，其中3个unigenes与拟南芥白粉病抗性基因Mlo2、Mlo8 和Mlo14 高度同源。盛慧等[13]利用抑制性消减杂交技术（SSH）构建黄瓜胚胎发育早期和晚期差异表达cDNA文库，经反向Northern blot杂交检测，共得到97个阳性克隆。利用分子生物学软件对测序后的序列进行质量检测和聚类、拼接，共得到93个Uni-ESTs，其中包括86个singletons 和7个contigs。将上述EST序列在GenBank上进行BLAST比对，有83个EST片段找到了与之匹配的同源序列，有10 个EST片段未找到同源序列，推测可能是新基因。其中很多EST与拟南芥、水稻或玉米蛋白质数据库中的热激蛋白具有很高的同源性。将以上序列进行功能分类，发现在胚胎发育早期细胞防御和代谢过程占主要位置，而在胚胎发育晚期细胞防御和抗渗透胁迫功能是非常重要的。Guo等[14]以黄瓜全雌系和雌雄同株系测序获得353 941条EST，其中188 255条来源于全雌花，165 686条来源于雌雄花，结合5 600条GeneBank收录的EST和mRNA序列，组装成了81 401条unigenes。通过基因功能注释和分析，预测了343个生化代谢途径。对数字基因表达分析，表明大约200个基因在不同花性型存在差异表达，为研究植物花分化的分子机理提供了新的认识。潘宇等[15]构建了黄瓜授粉前后多个发育阶段的幼果组织cDNA文库，测序获得116条EST，92.2% 的长度在400 bp以上，19% 为重叠序列。在GeneBank中进行BLAST分析后确认与已知功能基因相似的EST序列有71条，有相似序列而功能未知的基因和没有相似序列的EST序列各占19.83% 和18.97%。

2 TILLING技术

TILLING（targeting induced local lesions in

genomes，定向诱导基因组局部突变技术），该技术借助高通量、标准化的检测手段，快速有效地从经化学诱变剂（EMS）诱变过的突变群体中鉴定出点突变。与传统的插入突变比，TILLING技术利用传统的化学诱变获得突变体，不需要耗时的转基因和复杂的组织培养过程，具有高通量、低成本、高效率等诸多优势。目前，TILLING作为一种全新的反向遗传学研究方法已经用于多种植物。

TILLING技术在葫芦科作物上的应用主要集中在甜瓜方面，2007年，Yaakov Tadmor等[16]最先用EMS诱变构建了甜瓜品种Noy Yizreel的突变基因库，共产生3 000个M2家系，发现了大量新的表型突变，大部分为隐性单基因控制。Fatima Dahmani-Mardas等[17]建立了甜瓜品种Char Mono （Cucumis melo L. subsp. melo var. cantalupensis）的TILLING技术平台，CharMono系雌雄同株、呼吸跃变型，在M2现了大量子叶、茎蔓、花和果实发生的表型突变，利用与果实品质相关的11个基因筛选突变株系，发现大约每隔573 kb会发生一个突变，大部分都是G/C 突变成 A/T ，也有G/C 到 C/G，T/A到 A/T和C/G到A/T的变异，外显子测序表明31.3%为基因沉默突变，65.1%为错义，2.4%为转录终止，1.2%为拼接剪接突变，氨基环丙烷羧酸氧化酶基因CmACO1筛选到7个独立的点突变，其中G194D果皮颜色变异明显，果实延迟成熟黄化，而果形、可溶性固形物含量和果肉颜色仍然与野生型一样。G194D自交纯合株系也呈现出果实发育期延长、果肉变硬和果实延熟，并且在2个不同试验地点表现一致，这些表型变异证明了G194D系CmACO1基因突变而来，该研究利用TILLING技术成功创造了甜瓜品质新资源，显著提高了品种货架期。Mireia González等[18]建立了甜瓜品种Piel de Sapo （Cucumis melo subsp. melo var. inodorus）的TILLING技术平台，Piel de Sapo系雄全同株、非呼吸跃变型，EMS诱变得到2 368个M2家系，用病毒侵染抗性相关的2个基因Cm-eIF4E（核细胞翻译起始因子）、eIF（iso）4E（核细胞翻译起始因子异构体）、4个与果实成熟相关的基因ACO1、Cm-NOR、Cm-DET1、Cm-DHS（脱氧羧腐胺赖氨酸合酶）以及PDS（八氢番茄红素去饱和酶）筛选突变株系，发现有4个Cm-eIF4E等位基因突变，推测其中的2个改变了蛋白质功能，PDS有2个等位突变，发生在外显子的突变改变了蛋白质功能，造成了苗期白化表型突变。4个与果实成熟相关的基因在群体中筛选突变，得到8个突变的家系。徐美红等[19]用PCR产物直接测序和克隆测序2种方法用于检测这8个突变家系的碱基变化。在直接测序中，4个突变家系的测序结果清晰，能够确认碱基的变化；其他4个家系的结果不清晰，不能确认碱基的改变。在克隆测序中，8个家系的测序结果均清晰，能够直接确定目的基因的点突变。在2种方法的比较中，克隆测序的准确率、效率明显优于直接测序法。

黄瓜方面，以色列的R. Fraenkel等[20]通过EMS诱变获得了大约1 000个M2家系，在苗期发现了诸如植株矮化、子叶自发病变、黄（花）叶、白化苗、叶片卷曲、窄型黑色子叶等诸多表型突变，利用PDS-3（八氢番茄红素去饱和酶）筛选突变株系，发现了4个突变家系，测序表明碱基突变均发生于基因内含子区域，因此并未造成相应的黄化表型突变。该套突变体库为黄瓜反向遗传学及基因功能研究奠定了很好的基础。

西瓜作物TILLING技术的应用尚未见正式报道，美国农业部蔬菜研究实验室的科学家目前正在从事相关的工作，预计将很快取得进展。

3 DNA芯片

DNA芯片是利用已知基因组序列，或来自未知序列的 cDNA 克隆制备模板 cDNA，通过人工或特定的仪器将大量模板 cDNA 按设计好的顺序定量地固定在载体上制备成高密度的微阵列。将标记好的样品 cDNA 片段（来自不同细胞、组织或整个器官）与模板上的cDNA 进行分子杂交。根据不同材料间基因差异表达的信息，推论某个基因的功能或鉴定和分离目的基因。DNA 芯片还广泛应用于基因表达谱、突变基因筛选和转基因鉴别等方面。

在西瓜上，Levi 等[4]通过与叶片cDNA消减杂交构建了西瓜果实发育不同时期（授粉后12、24、36 d）果肉消减cDNA文库。为进一步探究这些EST-unigenes在果实发育不同时期的转录表达差异，W. Patrick Wechter等[21]利用微列阵（microarray）技术对这些EST进行了差异表达分析，发现与叶片相比，有335个ESTs的表达存在明显的差异，表达量差异至少在2倍以上。其中有211个与已知功能基因同源，96个为未知基因。这些基因参与了维管系统、类胡萝卜素合成、转录调控、病原和逆境胁迫响应以及乙烯合成等，实时定量PCR也验证了这些功能基因的差异表达。

在甜瓜上，张红等[22]利用国内首个甜瓜cDNA 芯片Melon cDNA array ver1.0检测了新疆厚皮甜瓜（Cucumis melo var. ameri）果实基因表达以及经60Co射线辐射诱变后的新疆厚皮甜瓜酸味抗病变异株成熟果实基因的表达。结果显示，该芯片平均能够检测新疆厚皮甜瓜基因2 008个，检测出的基因占该芯片基因探针总数的65.4%。发现酸味抗病变异株上调表达的基因有251个，占检出基因总数的12.5%，下调表达的基因224个，占检出基因总数的11.16%。RT-PCR重复试验表明用Melon cDNA array ver 1.0检测新疆厚皮甜瓜成熟果实基因表达水平是可行的。Daniel Gonzalez-Ibeas等[23]利用抗西瓜花叶病毒甜瓜材料TGR-1551，感病材料Tendral，用DNA 芯片检测了17 443个unigenes的表达，发现接种感染后TGR-1551比对照发生了显著的转录差异，与空白对照相比，Tendral有 3 291个unigenes 差异表达，TGR-1551有2 488个unigenes 差异表达，共有677个unigene unigenes受到抑制表达。说明TGR-1551发生了广泛、深刻的转录差异。

在黄瓜上，毛伟华等[24]通过GenBank搜索已的生物代谢途径中的关键酶基因序列， 设计特异性引物， 采用RT-PCR法扩增这些酶的相应基因片段，在完成432个基因片段的克隆分离、测序和生物信息学分析工作的基础上研制出国内首张黄瓜cDNA 芯片。该芯片含有9个质控cDN段和423个cDNA探针， 涉及光反应、卡尔文循环、碳水化合物代谢、水-水循环、信号传导、激素代谢、光呼吸、防御、蛋白与氨基酸代谢等多个代谢途径。利用该芯片对黄瓜缺镁胁迫下基因表达谱进行了初步研究， 发现在缺镁胁迫下差异表达的22个基因， 其中10个基因的表达受缺镁处理抑制， 12个基因的表达受缺镁处理诱导。该芯片的研制为进一步研究黄瓜功能基因的高通量时空变化提供了有效的技术支撑。为验证该套cDNA芯片杂交结果的可靠性，毛伟华等[25]研究了黄瓜在CMV 侵染胁迫下的基因表达谱变化，并对其中5个具有代表性的基因通过实时荧光定量PCR（QRT—PCR）进行检测，共获得67个差异表达显著的基因，其中42个基因下调表达，25个基因上调表达。这些差异表达的基因涉及了许多重要代谢途径，许多与光合作用、氮同化相关的基因受到明显的抑制，而一些防御相关基因和信号传导相关基因则诱导表达。同时，也发现了一些与CMV 胁迫相关的功能未知基因或未有任何功能信息的基因。研究发现，CMV 胁迫引发了黄瓜代谢发生一系列复杂的适应性变化，PR1-1a 等基因可能在黄瓜防御CMV侵染过程发挥着重要作用。

4 RNAi技术

RNAi（RNA interference）是一种双链RNA （double-stranded RNA，dsRNA）分子在mRNA水平关闭相应序列基因的表达或使其沉默的过程，也就是序列特异性的转录后基因沉默（post-transcriptional gene silencing， PTGS）。RNAi技术具有高度的序列专一性和有效的干扰活力，可以特异地使特定基因沉默，获得功能丧失或降低的突变体，根据表型变异可推测该基因的功能，RNAi已发展成为功能基因组学研究中基因功能鉴定的一种强有力的工具。

2012年，ANA M.等[26]利用RNAi技术沉默甜瓜 Cm-eIF4E（核细胞翻译起始因子）基因，通过对转基因T2代接种8种甜瓜易侵染的病毒，发现转基因植株对黄瓜叶脉黄化病毒（CVYV）、甜瓜坏死斑病毒（MNSV）、摩洛哥西瓜花叶病毒（MWMV）、小西葫芦黄花叶病毒（ZYMV）产生抗性，表明Cm-eIF4E的存在造成甜瓜对这4种病毒的易感染性。Cm-eIF4E基因对于甜瓜作物广谱高抗等位基因的发现，将是一个有效的选择途径。程鸿等[27]通过RT-PCR 方法从甜瓜中克隆得到白粉病感病相关基因CmMLO2 的cDNA 序列，RT-PCR 结果表明，CmMLO2 主要在甜瓜叶片中表达，具有组织特异性。在受到白粉病菌胁迫时CmMLO2表达显著上调，表明CmMLO2 很有可能与白粉病发病有关。构建RNAi表达载体，利用叶盘转化法转化甜瓜，获得了PCR 阳性植株，对白粉病接种鉴定结果表明，转化植株对白粉病具有抗性，证明通过ihpRNAi敲除CmMLO2，可以获得对白粉病具有抗性的甜瓜材料。

5 T-DNA插入突变

T-DNA（transferred DNA）是根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）内 Ti 质粒（tumor-inducing plasmid）上的一段 DNA， 它能侵染并稳定地整合到植物基因组中。由于插入的 T-DNA 序列已知， 插入到植物基因组中的T-DNA 类似于给基因贴了一个序列标签。通过分离T-DNA 标签位点的侧翼水稻基因组序列， 可以快捷地找到含有标签的基因， 经过插入标签基因与突变体表型的共分离检测， 从而获得基因的生物学功能。任海英等[28]采用农杆菌侵染子叶外植体的方法产生T-DNA 插入的甜瓜突变体，筛选到一个蔓枯病抗性明显增强的突变体，命名为edr2，该突变体是T-DNA 单拷贝插入甜瓜染色体引起的，edr2 的蔓枯病抗性和标记基因卡那霉素抗性基因共分离。蔓枯病菌在突变体甜瓜edr2上的侵染过程与在野生型甜瓜上相比，分生孢子萌发率降低、芽管的伸长和菌丝的生长较迟缓。蔓枯病菌的侵染能引起edr2突变体发生细胞程序性死亡，但是不引起野生型甜瓜的细胞发生程序性死亡。本研究为选育抗蔓枯病的甜瓜品种提供了新的思路，为挖掘甜瓜-蔓枯病菌互作的基因提供了支持。

6 展 望

西瓜[29]、甜瓜[30]、黄瓜 [31]全基因组测序已完成并对外公布，测序获得的大量生物信息为开展功能基因组学研究奠定了基础，也标志着瓜类作物基因组研究逐步进入到功能基因组研究时代。可以预测，未来将会有更多不同类型的cDNA文库，包括全长cDNA文库被构建，更多的EST序列将被释放，从而为基因芯片的开发提供更多的源序列。另外，TILLING 、T-DNA突变体库的构建工作也将陆续启动或完成，更多的功能基因将被鉴定和分离。功能基因组研究的深入有望鉴定和分离出控制重要农艺性状的全部基因， 揭示基因的时空表达模式，弄清在性状形成中基因与基因的互作，并在此基础上形成对基因调控网络的认识。届时人们就能够从基因结构和基因表达调控两个方面对基因进行修饰，在作物育种实践中实现分子设计育种，从而培育出抗逆性强、品质优良、有益人体健康的西瓜、甜瓜、黄瓜品种，满足人们不断增长的消费需求。

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