現(xiàn)代生物學進展期末作業(yè)--綜述(共3頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上水平基因轉移的研究進展與展望作者： 袁子昕 學號： 班級： 2013級生物科學 （生物學基地班）水平基因轉移的研究進展與展望袁子昕生命科學學院2013級生物科學（生物學基地班）摘要：幾年來，隨著真核生物基因組數(shù)據(jù)的相繼公布, 在真核基因組中發(fā)現(xiàn)了更多的HGT, 但不如原核生物頻繁。在真菌界、動物界以及兩界之間也發(fā)現(xiàn)大量的HGT現(xiàn)象1。在測序的不斷進行中，HGT得到了證實，也為研究生物進化和物種演化，以及種間關系的影響提供的新的研究方向與證據(jù)。關鍵詞：水平基因轉移 生物進化 原核生物 真核生物 1 引言水平基因轉移(horizontal gene transfer,HG

2、T),又稱側向基因轉移(lateral gene transfer,LGT),是指在差異生物個體之間,或單個細胞內部細胞器之間所進行的遺傳物質的交流。差異生物個體可以是同種但含有不同的遺傳信息的生物個體,也可以是遠緣的,甚至沒有親緣關系的生物個體。單個細胞內部細胞器主要指的是葉綠體、線粒體及細胞核。水平基因轉移是相對于垂直基因轉移(親代傳遞給子代)而提出的,它打破了親緣關系的界限,使基因流動的可能變得更為復雜2。HGT是一種普遍的現(xiàn)象，在細菌、真菌、病毒、原生生物和真核生物基因組中都有發(fā)生。2 水平基因轉移的模式 2.1 由質?；虿《镜冉閷У乃交蜣D移質粒和病毒是在各生物間進行遺傳物質傳遞的

3、重要媒介3。目前對于真核生物基因測序以及植物的細胞感染實驗已經(jīng)可以證明質?；虿《窘閷У乃交蜣D移，例如根癌土壤桿菌中的T-DNA可轉移到植物細胞核內。T-DNA還可以攜帶一定的外源基因,在植物基因工程中被廣泛地用做基因轉移載體4。2.2 基因的“直接”水平轉移細菌的感受態(tài)細胞可以吸收外源DNA并且一定程度上的融合，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大腸桿菌存在自然感受態(tài)的情況，而且枯草芽孢桿菌建立自然感受態(tài)的能力也早已得到人們的肯定5,其基因組上有10多個基因與感受態(tài)的建立有關。隨著環(huán)境中具有轉化活性的DNA分子及感受態(tài)細胞的發(fā)現(xiàn)6 。2.3 同一個體體內的基因轉移在植物中, 每個細胞中有3種不同的基因組:即細胞

4、核基因組(nucDNA)、葉綠體基因組(ptD-NA)和線粒體基因組(mtDNA), 這些不同的DNA序列揭示了大量的細胞間基因轉移現(xiàn)象。植物葉綠體序列轉移到nucDNA的現(xiàn)象十分常見,據(jù)推測,細胞核與葉綠體基因組間的HGT早在真核生物葉綠體演化的內共生事件中就已經(jīng)發(fā)生。此外, 葉綠體基因也能轉移到mtDNA中, 它們有的仍具有功能,有的則變成了假基因。3 水平基因轉移發(fā)生的傾向性3.1 單細胞生物比多細胞真核生物更為頻繁單細胞生物發(fā)生(這里指能夠遺傳至后代的轉移事件)的頻率可能比多細胞真核生物更為頻繁。這可能是因為單細胞生物能將獲得的基因立即遺傳下去而無須受限于隔離的生殖細胞系(同理, 水平

5、基因轉移在進行無性生殖的多細胞真核生物中更有可能成功）3.2有密切接觸的物種之間更有機會發(fā)生.在存在寄生或是共生等關系的生物個體之間可以明顯地通過基因測序而觀測到水平基因的轉移。在寄生關系中, 基因大部分是從寄主向寄生植物轉移, 這與營養(yǎng)物質的傳輸方向一致。 4 研究展望 水平基因轉移的傾向性說明H GT的發(fā)生有一定的條件基礎，這為搜尋這一現(xiàn)象提供了方向，但需要注意的是，這些傾向性僅是從目前已有的研究總結出來的，真實的情況是否與此有所偏差，在對水平基因轉移有一個全面深入的了解之前是無法斷言的。盡管相對于原核生物和單細胞真核生物而言，高等植物中H GT發(fā)生的頻率可能相對較低，但在其進化早期及個別

6、類群的特異性分化過程中，HGT仍然扮演了相當關鍵的角色，說明了水平基因轉移在多細胞真核生物中并非是無足輕重的“噪點”，盡管相對于原核生物和單細胞真核生物而言，其發(fā)生頻率可能相對較低, 但在多細胞真核生物進化早期及個別類群的特異性分化過程中，水平基因轉移仍然扮演了相當關鍵的角色。如上所述，受檢查手段和認知所限，目前很難全面評價水平基因轉移在多細胞真核生物中的發(fā)生范圍及其進化影響。但依趨勢而言，隨著基因組測序時代的到來，水平基因轉移現(xiàn)象會在多細胞真核生物中越來越多地被發(fā)現(xiàn), 并不斷更新人們對于這一研究領域的認知。參考文獻1劉英,劉廣達,蘇小娟,陳貴林. 高等植物水平基因轉移研究進展J. 植物生理學

7、報,2015,07:985-995.2歐劍虹,謝志雄,陳向東,倪麗娜,沈萍. 水平基因轉移J. 遺傳,2003,05:623-6273沈萍主編.微生物學M.北京:高等教育出版社,2000,215228.4Suzuki K,Hattori Y,Uraji M,Ohta N,Iwata K,Murata K,Kato A,Yoshida K.Complete nucleotide sequence of a plant tumor-in-ducing Ti plasmid J.Gene,2000,242:331336.5陳 琪,陳向東,謝志雄,沈萍.遺傳工程微生物細胞間發(fā)生的自然遺傳轉化J.遺傳,2002,22(3):140143.6 CHEN Xiang-Dong, CHEN Qi, XIE Zhi-Xiong, SHEN Ping.Bacillus subtilisundergo natural genetic transformation on agar pla