上篇 植物基因组同源区研究背景知识 3
1植物比较基因组学研究进展 3
1.1禾本科植物比较基因组学研究进展 4
1.2十字花科植物比较基因组学研究进展 11
2生物信息学软件在基因组测序和注释中的应用 14
2.1生物信息学定义 14
2.2基因组学研究中常用的生物信息学软件 14
2.2.1序列组装与质量检测 15
2.2.2序列注释 16
3基因组测序与植物分子育种 20
3.1基因组定义 21
3.2基因组测序策略 21
3.2.1 BAC by BAC法 21
3.2.2全基因组霰弹法 21
3.3关于基因组测序完成标准 22
3.4 DNA测序新方法 22
3.4.1 454测序系统（GS系统） 22
3.4.2 Genome Analyzer测序系统 28
3.4.3 SOLiD测序系统 33
3.4.4 DNA测序技术回顾、总结与展望 39
3.5基因组信息在植物分子育种中的应用 42
4生物倍性进化与新基因形成 43
4.1生物多倍体化与重新二倍体化 43
4.2新基因形成 45
4.2.1外显子重排（exon shuffling）介导的新基因形成 45
4.2.2基因复制（gene duplication）介导的新基因形成 46
4.2.3反转录转座（retrotransposon）介导的新基因形成 46
4.2.4可移动元件（mobile element）介导的新基因形成 46
4.2.5横向基因转移（lateral gene transfer）介导的新基因形成 47
4.2.6基因断裂/融合（gene fusion/fission）介导的新基因形成 47
4.2.7从头形成（de novo origination） 47
下篇 稻属植物分蘖控制基因MOC1同源区比较研究 53
5稻属植物分蘖控制基因MOC1同源区研究选题依据 53
5.1水稻遗传改良上面临的主要问题 53
5.2解决问题的突破口 53
5.3稻属植物分蘖控制基因MOC1同源区研究的重要性 54
6稻属概况及其基因组学基础 55
6.1稻属分类概况及栽培稻起源 56
6.1.1稻属分类研究进展 56
6.1.2栽培稻起源 58
6.2稻属植物基因组学基础 59
6.2.1稻属植物染色体组型的确定 59
6.2.2稻属不同染色体组型间的亲缘关系 60
7野生稻中的优异基因与利用 62
7.1野生稻中的优异基因 62
7.2野生稻中优异基因的利用 63
7.2.1抗病性 63
7.2.2抗虫性 63
7.2.3抗非生物胁迫性 64
7.2.4品质 65
7.2.5产量性状 65
7.2.6细胞质雄性不育基因 65
8稻属MOC1同源区研究手段 66
8.1研究材料及工具 66
8.1.1植物材料 66
8.1.2载体及菌株 66
8.1.3分子生物学试剂 66
8.1.4仪器设备 66
8.2研究方法 67
8.2.1植物材料的培养 67
8.2.2基因组DNA的提取 67
8.2.3质粒DNA的提取 68
8.2.4 BAC DNA的提取 70
8.2.5 Southem探针的制备 70
8.2.6 BAC文库Southem杂交 71
8.2.7 BAC文库阳性克隆鉴定 72
8.2.8 BAC DNA酶切与转膜 78
8.2.9 BAC克隆Southem杂交复选 78
8.2.10 BAC测序 79
8.2.11 BAC序列组装与质量检测 79
8.2.12 BAC序列注释 79
8.2.13植物总RNA的提取与纯化 79
8.2.14 RT-PCR 80
8.2.15 籼稻93-11的MOC1同源区序列“缺口”（gap）填补 81
8.2.16引物合成与序列测定 82
8.2.17 Fgenesh对水稻基因的注释 82
8.2.18公共数据来源 82
8.2.19计算环境 82
8.2.20序列分析用到的生物信息学软件 82
9籼稻93-11的MOC1同源区序列“缺口”填补 84
9.1“缺口”的大小、数目及补“缺口”扩增结果 84
9.2“缺口”估计错误的发现 85
9.3拼接错误的发现 86
9.4基因组中的难测区段 89
9.5注释分析 90
9.6本章小结 91
10 Fgenesh对水稻基因的注释 92
10.1注释结果 92
10.2注释准确性评价 93
10.3高支持度外显子和基因的长度统计 95
10.4关于序列注释 96
10.4.1基因注释 97
10.4.2基因预测软件的评价 98
10.5本章小结 99
11野生稻中MOC1同源BAC的筛选与鉴定 100
11.1野生稻基因组BAC文库的初选 100
11.1.1关于“锚定探针” 100
11.1.2野生稻基因组BAC文库初选结果 100
11.2对初选出的阳性BAC的复选 103
11.3本章小结 106
12野生稻中MOC1同源BAC的序列测定及注释 107
12.1野生稻中MOC1同源BAC的序列测定 107
12.2野生稻中MOC1同源BAC的序列注释 108
12.2.1基因注释 108
12.2.2重复序列注释 110
12.3本章小结 110
13稻属MOC1同源区基因保守性与重排 111
13.1基因结构保守性 111
13.2基因排列顺序保守性与微重排 111
13.3易位-倒位引起的多基因重排 113
13.4未知机制导致的基因组片段移动 113
13.5关于基因组共线性和微重排的探讨 114
13.6本章小结 115
14基因结构验证 116
14.1目标基因的确定 116
14.2验证结果 117
14.3关于异源多倍体中同源基因对的表达变化的探讨 122
14.4本章小结 123
15稻属MOC1同源区中新基因的形成及保守非编码序列的鉴定 124
15.1稻属MOC1同源区中新基因的形成 124
15.1.1新基因的从头形成 124
15.1.2通过基因复制模式产生新基因 126
15.2保守非编码序列的鉴定 126
15.3本章小结 127
16稻属MOC1同源区中的重复序列 128
16.1重复序列注释 128
16.2重复序列的类型及其对基因组结构的影响 129
16.3本章小结 134
17稻属植物不同基因组类型MOC1同源区间的比较研究 135
17.1二倍体基因组间MOC1直向同源区比较 135
17.1.1二倍体AA基因组间MOC1直向同源区比较与亚洲栽培稻起源 135
17.1.2二倍体AA基因组与非AA间MOC1直向同源区比较 136
17.2二倍体基因组与四倍体基因组间MOC1同源区的比较 137
17.3四倍体基因组间MOC1同源区的比较 139
17.4本章小结 139
18稻属各基因组类型系统发育关系 140
18.1稻属MOC1基因系统发育分析 140
18.2关于植物系统发育问题探讨 141
18.3本章小结 142
参考文献 143
附表 151
附表1 151
附表2 154
缩略词 157