利用基因芯片筛选甘蔗成熟期叶片差异表达候选基因.pdf

在生物技术研究领域，基因芯片技术是一项革命性的技术。它的出现极大地推动了分子生物学、遗传学和临床医学等学科的发展。基因芯片技术在植物研究中的应用尤其广泛，通过它可以实现对植物基因表达的全面分析。本文主要探讨了基因芯片技术在甘蔗成熟期叶片差异表达候选基因筛选中的应用，以下是详细的知识点梳理。 基因芯片技术的基本原理是将大量的寡核甘酸片段或cDNA基因片段作为靶基因，有规律地排列并固定在基质表面，如玻璃片、硅片或者尼龙膜等载体上。这相当于构建了一个微型的高密度基因探针阵列。通过给样品标记荧光或放射性同位素等方法，可得到带有所需信息的探针。然后，这些带有标记的样品与芯片上的探针进行杂交，依据碱基互补配对原则，能够特异性地结合到相应的靶基因位置上。杂交完成之后，利用特定的检测系统，如荧光扫描或同位素检测，对芯片进行扫描检测，从而得到杂交信号的数据。通过计算机系统的分析，可以比较和检测每一探针上的信号强度，从而得出被分析样品中不同基因的表达情况。 在利用基因芯片进行研究的过程中，通常需要对杂交结果进行一系列的质控分析。只有符合质控标准的数据才是可靠的，例如，Agilent甘蔗4x44k芯片的数据就需要满足这样的标准。同时，为了确保实验结果的可靠性，杂交实验通常需要具有良好的重复性。在这个研究中，通过生物信息学手段对杂交结果进行分析，结果表明数据具有良好的重复性。 本研究中，研究人员利用基因芯片技术筛选了甘蔗成熟期叶片的差异表达基因。在甘蔗生长的8个不同时间点上，共筛选出差异表达在2倍以上的基因20个，其中上调表达的基因有17个，下调表达的基因有3个。这些差异表达的基因涉及多种不同的分子进程和代谢途径。 基因芯片技术的高通量、连续化、自动化、快速和准确性等特点，使得其在植物研究中获得了极大的应用。例如，Agilent公司已经开发出含有8000多个基因信息的甘蔗基因芯片。此外，随着甘蔗EST计划(SugarCane EST Project，SUCEST)的全面启动，甘蔗的基因芯片应用得到了进一步的支持和推广。 在生物信息学的辅助下，基因芯片技术不仅能够快速筛选出大量基因的表达情况，而且能够深入分析这些基因在不同生物过程中所扮演的角色以及它们之间的相互关系。这对于揭示生物体生长发育的分子机制、病害机理以及作物的遗传改良等方面都具有非常重要的意义。 基因芯片技术在植物研究领域的广泛应用，不仅为研究者提供了强大而便捷的工具，还为揭示植物生长发育的深层次机制打开了新的大门。随着技术的不断进步和研究的深入，我们可以期待在植物基因工程、作物抗逆性研究以及高产优质作物品种的培育等方面，基因芯片技术将发挥越来越大的作用。