生物信息学在农学研究领域中的应用论文

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1、生物信息学在农学研究领域中的应用论文.freelatics”的中文译名，其概念是1956年在美国田纳西州Gatlinburg召开的“生物学中的信息理论”讨论会上首次被提出的［１］，由美国学者Lim在1991年发表的文章中首次使用。生物信息学自产生以来，大致经历了前基因组时代、基因组时代和后基因组时代三个发展阶段［2］。2003年4月14日，美国人类基因组研究项目首席科学家CollinsF博士在华盛顿隆重宣布人类基因组计划（HumanGenomeProject，HGP）的所有目标全部实现［3］。这标志着后基因组时代（PostGenomeEra.freelene数据库、研究马铃薯的

2、PoMaMo数据库，等等。2.生物信息学在种质资源保存研究领域中的应用种质资源是农业生产的重要资源，它包括许多农艺性状（如抗病、产量、品质、环境适应性基因等）的等位基因。植物种质资源库是指以植物种质资源为保护对象的保存设施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物种质资源库，在我国也已建成30多座作物种质资源库。种质入库保存类型也从单一的种子形式，发展到营养器官、细胞和组织，甚至DNA片段等多种形式。保护的物种也从有性繁殖植物扩展到无性繁殖植物及顽拗型种子植物等［6］。近年来，人们越来越多地应用各种分子标记来鉴定种质资源。例如微卫星、AFLP、SSAP、RBIP和SNP等。

3、由于对种质资源进行分子标记产生了大量的数据，因此需要建立生物信息学数据库和采用分析工具来实现对这些数据的查询、统计和计算机分析等［7］。3.生物信息学在农药设计开发研究领域中的应用传统的药物研制主要是从大量的天然产物、合成化合物，以及矿物中进行筛选，得到一个可供临床使用的药物要耗费大量的时间与金钱。生物信息学在药物研发中的意义在于找到病理过程中关键性的分子靶标、阐明其结构和功能关系，从而指导设计能激活或阻断生物大分子发挥其生物功能的治疗性药物，使药物研发之路从过去的偶然和盲目中找到正确的研发方向。生物信息学为药物研发提供了新的手段［8，9］，导致了药物研发模式的改变［１0］。目

4、前，生物信息学促进农药研制已有许多成功的例子。ItzstEin等设计出两种具有与唾液酸酶结合化合物：4-氨基-Neu5Ac2en和4-胍基-Neu5Ac2en。其中，后者是前者与唾液酸酶的结合活性的250倍［11］。目前，这两种新药已经进入临床试验阶段。TANGSY等学者研制出新一代抗AIDS药物saquinavir［１2］。Pungpo等已经设计出几种新型高效的抗HIV-1型药物［１3］。杨华铮等人设计合成了十多类数百个除草化合物，经生物活性测定，部分化合物的活性已超过商品化光合作用抑制剂的水平［１4］。现代农药的研发已离不开生物信息技术的参与，随着生物信息学技术的进一步完善

5、和发展，将会大大降低药物研发的成本，提高研发的质量和效率。4.生物学信息学在作物遗传育种研究领域中的应用随着主要农作物遗传图谱精确度的提高，以及特定性状相关分子基础的进一步阐明，人们可以利用生物信息学的方法，先从模式生物中寻找可能的相关基因，然后在作物中找到相应的基因及其位点。农作物的遗传学和分子生物学的研究积累了大量的基因序列、分子标记、图谱和功能方面的数据，可通过建立生物信息学数据库来整合这些数据，从而比较和分析来自不同基因组的基因序列、功能和遗传图谱位置［１5］。在此基础上，育种学家就可以应用计算机模型来提出预测假设，从多种复杂的等位基因组合中建立自己所需要的表型，然后从

6、大量遗传标记中筛选到理想的组合，从而培育出新的优良农作物品种。5.生物信息学在生态环境平衡研究领域中的应用在生态系统中，基因流从根本上影响能量流和物质流的循环和运转，是生态平衡稳定的根本因素。生物信息学在环境领域主要应用在控制环境污染方面，主要通过数学与计算机的运用构建遗传工程特效菌株，以降解目标基因及其目标污染物为切入点，通过降解污染物的分子遗传物质核酸DNA，以及生物大分子蛋白质酶，达到催化目标污染物的降解，从而维护空气［１6］、水源、土地等生态环境的安全。美国农业研究中心（ARS）的农药特性信息数据库（PPD）提供334种正在广泛使用的杀虫剂信息，涉及它们在环境中转运和降

7、解途径的16种最重要的物化特性。日本丰桥技术大学（ToyohashiUniversityofTechnology）多环芳烃危险性有机污染物的物化特性、色谱、紫外光谱的谱线图。美国环保局综合风险信息系统数据库（IRIS）涉及600种化学污染物，列出了污染物的毒性与风险评价参数，以及分子遗传毒性参数［１7］。除此之外，生物信息学在生物防治［１8］中也起到了重要的作用。网络的普及，情报、信息等学科的资源共享，势必会创造出一个环境微生物技术信息的高速发展趋势。6.生物信息学在食品安全研究领域中的应用