第4章基因组测序与序列组装3+1陈竺课件

第四章第四章 基因组测序与序列组装基因组测序与序列组装 1、DNA测序的方法n n链终止法测序链终止法测序n n化学降解法测序化学降解法测序n n自动化测序自动化测序n n非常规非常规DNADNA测序测序1.1 链终止法测序 (the chain termination method)基本原理:通过合成与单链通过合成与单链DNADNA互补的多核苷酸链，由互补的多核苷酸链，由于合成的互补链可在不同位置随机终止反应，产于合成的互补链可在不同位置随机终止反应，产生只差一个核苷酸的生只差一个核苷酸的DNADNA分子，从而来读取待测分子，从而来读取待测DNADNA分子的顺序。分子的顺序。（一）（一）DNADNA的酶法测序（双脱氧终止法）的酶法测序（双脱氧终止法）1955 1955 确定牛胰岛素结构，确定牛胰岛素结构，1958 1958 获诺贝尔化学奖获诺贝尔化学奖1975 1975 设计出设计出DNADNA测序法，测序法，1980 1980 获诺贝尔化学奖获诺贝尔化学奖Sanger合成一段与待测合成一段与待测DNADNA序列互补的序列互补的DNADNA片段群片段群n n19711971年，吴瑞将引物延伸（年，吴瑞将引物延伸（年，吴瑞将引物延伸（年，吴瑞将引物延伸（primer primer extensionextension）用于）用于）用于）用于DNADNA测序。测序。测序。测序。n n吴瑞发明的联接子（吴瑞发明的联接子（吴瑞发明的联接子（吴瑞发明的联接子（linkerlinker）和衔接子）和衔接子）和衔接子）和衔接子（adaptoradaptor）迄今仍然是克隆）迄今仍然是克隆）迄今仍然是克隆）迄今仍然是克隆DNADNA的常的常的常的常用工具用工具用工具用工具n n他主编的重组他主编的重组他主编的重组他主编的重组DNADNA曾风靡分子生物曾风靡分子生物曾风靡分子生物曾风靡分子生物学和生物技术界。学和生物技术界。学和生物技术界。学和生物技术界。n n上世纪上世纪上世纪上世纪8080年代后，吴瑞在水稻转基因技年代后，吴瑞在水稻转基因技年代后，吴瑞在水稻转基因技年代后，吴瑞在水稻转基因技术上有先导性贡献。术上有先导性贡献。术上有先导性贡献。术上有先导性贡献。吴瑞（吴瑞（1928-2008）吴瑞在分子生物学和植物生物学等领域有重要贡献。吴瑞在分子生物学和植物生物学等领域有重要贡献。技术路线与要求技术路线与要求制备单链模板制备单链模板 将将单链单链模板与一小段引物退火模板与一小段引物退火 加入加入DNADNA多聚多聚酶酶 4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸分分别别加入少量加入少量4 4种双脱氧核苷酸种双脱氧核苷酸 将将4 4种反种反应产应产物分物分别别在在4 4条泳道条泳道电电泳泳 根据根据4 4个碱基在个碱基在4 4条泳道的条泳道的终终止位置止位置读读出基因序列出基因序列A 克隆于质粒中DNA用碱或热变性B M13克隆单链DNAC 噬粒克隆DNAD PCR产生单链DNAA 高酶活性B 无53外切酶活性C 无35外切酶活性ddATP/ddCTP/ddGTP/ddTTP 的3碳原子连接的是氢原子,不是羟基对对DNA聚合酶的要求聚合酶的要求A 高酶活性：聚合酶在终止合成前，多聚核苷酸分子可延伸的有效长度聚合酶在终止合成前，多聚核苷酸分子可延伸的有效长度B 无53外切酶活性 外切核酸酶活性外切核酸酶活性C C 无35外切酶活性 较读功能较读功能 KlenowKlenow酶酶 250bp 250bp测序酶测序酶 sequenase sequenase 3 5 5 33 5 5 33 5 5 33 5 5 3 外切酶外切酶外切酶外切酶 聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶N NC C 5 3 5 3 5 3 5 3外切酶外切酶外切酶外切酶小片段小片段小片段小片段大片段（大片段（大片段（大片段（klenowklenowklenowklenow片段）片段）片段）片段）切除切除切除切除RNARNARNARNA引物引物引物引物损伤修复损伤修复损伤修复损伤修复校读功能校读功能校读功能校读功能（常用的工具酶）常用的工具酶）常用的工具酶）常用的工具酶）聚合功能聚合功能聚合功能聚合功能蛋白水解酶水解有限产物,68000和35000的片段，用途：双链DNA 5突出(5overhang)末端的补平(fill-in)；双链DNA 3突出(3overhang)的打平(也称削平)；5突出末端的标记；随机引物法进行DNA标记；Sanger双脱氧法进行DNA测序；cDNA第二链的合成或定点突变反应第二链的合成。35外切酶活性外切酶活性校对作用校对作用这种酶活性的主要功能是从这种酶活性的主要功能是从35方向识别和切除方向识别和切除不配对的不配对的DNA生长链末端的核苷酸。生长链末端的核苷酸。53外切酶活性外切酶活性切除修复作用切除修复作用从从53方方向向水水解解DNA生生长长链链前前方方的的DNA链链，主主要要产产生生5-脱氧核苷酸。脱氧核苷酸。A 克隆于质粒中DNA对模板的要求对模板的要求小于3kb的可以进行，是包装在噬菌体中的单链DNA，容易丢失和重排。用碱或热变性，可能有未纯化的DNA沾染，干扰测序反应，但是最常用方法。B M13克隆单链DNA C 噬粒克隆DNA10kb，质粒自身的复制起点，还有一个M13或者其他的单链DNA噬菌体的复制起点，大肠杆菌中含有噬粒和辅助噬菌体时，因携带噬菌体复制酶和外壳蛋白的基因，所以激活噬菌体DNA复制，产生单链噬粒噬菌体，比M13稳定。用标记了金属粒子的引物，磁性装置纯化后使用。对模板的要求对模板的要求D PCR产生单链DNA对引物的要求对引物的要求1.2 化学降解法测序n n基本原理:在选定的核苷酸碱基中引入化学基团,再用化合物处理,使DNA分子在被修饰的位置降解.技术路线技术路线 将双链将双链DNADNA样品变为单链样品变为单链 每个每个单链单链的同一方向末端都用放射性同位素的同一方向末端都用放射性同位素标记标记,以便以便显显示示DNADNA条条带带 分分别别用不同方法用不同方法处处理理,获获得只差一个核苷酸的得只差一个核苷酸的降解降解DNADNA群体群体 电电泳泳,读读取取DNADNA的核苷酸的核苷酸顺顺序序Maxam-Gilbert Maxam-Gilbert 法所用的化学技术法所用的化学技术碱基碱基特异修饰方法特异修饰方法G GPh8.0,Ph8.0,用用硫酸二甲酯硫酸二甲酯对对 N7 N7进行甲基化进行甲基化,使使 C8-C9C8-C9键对碱基裂解有特殊敏感性键对碱基裂解有特殊敏感性A+GA+GpH2.0 pH2.0 哌啶甲酸可使嘌呤环的哌啶甲酸可使嘌呤环的N N原子位置原子位置脱嘌呤脱嘌呤,并因此消弱腺嘌呤和鸟嘌呤的糖苷并因此消弱腺嘌呤和鸟嘌呤的糖苷键键C+TC+T肼可打开嘧啶环肼可打开嘧啶环,后者重新环化成五元环后后者重新环化成五元环后易除去易除去C C1.5mol/L NaCl1.5mol/L NaCl存在时存在时,可用肼除去胞嘧啶可用肼除去胞嘧啶化学法测序实例化学法测序实例哌啶硫酸二甲酯1.3 1.3 自动化测序自动化测序n n基本原理基本原理 与链终止法测序原理相同与链终止法测序原理相同,只是用不同的只是用不同的荧荧光色彩光色彩标记标记ddNTP,ddNTP,ddATP ddATP标记标记标记标记红色红色红色红色荧光荧光荧光荧光 ddCTP ddCTP标记标记标记标记蓝色蓝色蓝色蓝色荧光荧光荧光荧光 ddGTP ddGTP标记标记标记标记黄色黄色黄色黄色荧光荧光荧光荧光 ddTTP ddTTP标记标记标记标记绿色绿色绿色绿色荧光荧光荧光荧光.由于每种由于每种ddNTPddNTP带有各自特定的荧光颜色带有各自特定的荧光颜色,而简而简化为由化为由1 1个泳道同时判读个泳道同时判读4 4种碱基种碱基.DNA序列分析仪：序列分析仪：四色荧光基团标记的dNTP120台毛细管电泳装置24小时连续作业，一天工作量是1亿亿个碱基长度的DNA，4天就可测完水稻基因组n n光点测序 脱氧三磷酸核苷酸脱氧三磷酸核苷酸连接到连接到DNA 3-DNA 3-末端末端时会释放时会释放1 1个焦磷酸个焦磷酸(PPi)(PPi),焦磷酸焦磷酸在在磷酸化酶磷酸化酶的作用下转化为化的作用下转化为化学能学能,并发出并发出光亮光亮.1.4 非常规测序n nDNA芯片测序 将各种排列顺序的寡核苷酸点播在芯片上将各种排列顺序的寡核苷酸点播在芯片上,每个点每个点播的寡核苷酸在排列的方阵中都有指定的位置播的寡核苷酸在排列的方阵中都有指定的位置.待检测待检测的的DNADNA分子与芯片温浴分子与芯片温浴,凡是能杂交的寡核苷酸都会在确凡是能杂交的寡核苷酸都会在确定位置发出信号定位置发出信号,然后根据获取的信息将寡核苷酸的顺然后根据获取的信息将寡核苷酸的顺序进行对比组装序进行对比组装,拼接成完全的拼接成完全的DNADNA顺序顺序.利用基因芯片进行杂交测序的原理利用基因芯片进行杂交测序的原理可测可测DNA片段的长度是芯片上排列的寡聚核苷酸数目的平方根。片段的长度是芯片上排列的寡聚核苷酸数目的平方根。2、基因组测序、基因组测序2.1基因组测序的策略pp作图测序（克隆依次测序）作图测序（克隆依次测序）按照大分子按照大分子DNADNA克隆绘制的克隆绘制的物理图物理图分别在单个大分子分别在单个大分子DNADNA克隆内部进行测序和序列组装，然后将彼此相连的大克隆内部进行测序和序列组装，然后将彼此相连的大分子克隆按排列次序搭建支架，最后以分子克隆按排列次序搭建支架，最后以分子标记分子标记为向导将为向导将搭建好的支架逐个锚定到基因组整合图上。搭建好的支架逐个锚定到基因组整合图上。2、基因组测序、基因组测序2.1基因组测序的策略pp鸟枪法测序（全基因组随机测序）鸟枪法测序（全基因组随机测序）将整个基因组将整个基因组DNADNA打断成小片段后将其克隆到质粒打断成小片段后将其克隆到质粒载体中，然后随机挑选克隆对插入片段进行测序，以载体中，然后随机挑选克隆对插入片段进行测序，以获得的测序序列构建获得的测序序列构建重叠群重叠群。在此基础上进一步搭建。在此基础上进一步搭建序列支架，最后以分子标记为向导将序列支架锚定在序列支架，最后以分子标记为向导将序列支架锚定在基因组整合图上。基因组整合图上。n n基因组测序覆盖面：基因组测序覆盖面：基因组测序覆盖面：基因组测序覆盖面：随机测序获得的序列总长与随机测序获得的序列总长与单倍体基因组序列总长之比，覆盖面越大，遗漏的序单倍体基因组序列总长之比，覆盖面越大，遗漏的序列越少。列越少。2.2基因组测序的覆盖面n n基因组测序覆盖率达到基因组测序覆盖率达到基因组测序覆盖率达到基因组测序覆盖率达到99.99%99.99%，覆盖面要，覆盖面要，覆盖面要，覆盖面要达到达到达到达到8 8次以上。次以上。次以上。次以上。n n序列间隙：序列间隙：序列间隙：序列间隙：测序时遗漏的序列。测序时遗漏的序列。2.3序列间隙和物理间隙2.3序列间隙和物理间隙n n物理间隙：物理间隙：物理间隙：物理间隙：构建基因组文库时丢失的构建基因组文库时丢失的DNADNA序列。序列。1、碱基组成特殊，着丝粒附近，高度重复，缺少酶切位点，难已获得大分子克隆2、高度重复序列不稳定，在扩增中容易丢失3、某些基因的表达产物对宿主菌有毒性n n序列间隙：先设计探针，找到阳性克隆，然序列间隙：先设计探针，找到阳性克隆，然后设计引物，后设计引物，PCRPCR，重建克隆体，测序，重建克隆体，测序n n物理间隙：物理间隙：n n原因：原因：1 1、碱基组成特殊，着丝粒附近，高度、碱基组成特殊，着丝粒附近，高度重复，缺少酶切位点，难已获得大分子克隆重复，缺少酶切位点，难已获得大分子克隆n n 2 2、高度重复序列不稳定，在扩增中容、高度重复序列不稳定，在扩增中容易丢失易丢失n n 3 3、某些基因的表达产物对宿主菌有毒性，、某些基因的表达产物对宿主菌有毒性，2.4插入片段的两端测序3 3 序列的组装序列的组装3.1 3.1 随机测序与序列组装随机测序与序列组装 随机测序也称随机测序也称”鸟枪法鸟枪法”.”.序列组装原理序列组装原理:直接从已测序的小片段中寻找彼直接从已测序的小片段中寻找彼此重叠的测序克隆此重叠的测序克隆,然后依次向两侧邻接的序列延伸然后依次向两侧邻接的序列延伸.优点优点:不需预先了解任何基因组的情况不需预先了解任何基因组的情况.ABCABCABCABC小片段测序小片段测序计算机拼装计算机拼装ABC小片段测序小片段测序计算机拼装计算机拼装鸟枪法鸟枪法(Shotgun)测序的问题测序的问题 CAATGCATTAGCAGCCAATGCGAP错装错装实例实例:流感嗜血杆菌基因组的测序及顺序组装流感嗜血杆菌基因组的测序及顺序组装Cerala genomicsCerala genomics公司公司公司公司 1995 1995超声波打断纯化的基因组超声波打断纯化的基因组DNADNA 琼琼脂糖脂糖电电泳收集泳收集1.61.6 2.0Kb2.0Kb的区段的区段、纯化纯化 构建到质粒载体中构建到质粒载体中 随机挑选随机挑选1968719687个克隆个克隆,进行进行2864328643次测序次测序,得到可读顺序得到可读顺序为为11 631 485 bp11 631 485 bp 组装成组装成140140个覆盖全基因组范围的独立的顺序重叠群个覆盖全基因组范围的独立的顺序重叠群,各重叠群间仍有间隙各重叠群间仍有间隙(139(139个个)序列间隙序列间隙（9999个个）物理间隙物理间隙（2323个个）载体或宿主菌载体或宿主菌 选用不当而被丢失选用不当而被丢失的顺序的顺序测序时遗漏的测序测序时遗漏的测序解决办法:通过相邻已知顺序作为探针筛选已有的基因组文库解决办法:利用其它宿主菌与载体重新构建文库n n解决办法:利用其它宿主菌与载体重新构建文库n n42个解决了23个n n解决办法:通过相邻已知顺序作为探针筛选已有的基因组文库 99个3.23.2 指导测序与序列组装指导测序与序列组装在人类基因组进入测序组装阶段就采用此方法在人类基因组进入测序组装阶段就采用此方法:A A 构建平均为构建平均为2Kb2Kb的人类基因组质粒文库的人类基因组质粒文库,进行双向测序进行双向测序;B B 构建平均构建平均10Kb10Kb的人类基因组质粒文库的人类基因组质粒文库,进行双向测序进行双向测序,读取读取2 2个端部顺序个端部顺序;C C 参考人类基因组图参考人类基因组图,特别是大量的特别是大量的STSSTS位标作为基点位标作为基点,进进行序列组装，排成重叠克隆群行序列组装，排成重叠克隆群.n n建立在基因组图谱基础上的建立在基因组图谱基础上的”鸟枪法鸟枪法”,”,即所谓即所谓”指导鸟指导鸟枪法枪法”或或”指导测序指导测序”。n n限制测序：是指将一段染色体区段的限制测序：是指将一段染色体区段的DNA DNA 顺序进行顺序进行组装组装.n n 一些已绘制了遗传图与物理图的微生物基因组一些已绘制了遗传图与物理图的微生物基因组测序中也采用这一方法测序中也采用这一方法.n n 如高等植物如高等植物拟南芥基因组的测序拟南芥基因组的测序完全依据克隆完全依据克隆重叠群重叠群,先进行各个先进行各个BACBAC克隆的随机测序克隆的随机测序,再进行序列再进行序列组装；组装；n n 水稻基因组测序水稻基因组测序计划采取得策略与此相同计划采取得策略与此相同.先将染色体打成比较大的片段先将染色体打成比较大的片段(几十几十-几百几百Kb),利用利用分子标记将这些大片段排成重叠的克隆群分子标记将这些大片段排成重叠的克隆群(Contig),分别分别测序后拼装测序后拼装.这种策略叫这种策略叫基于克隆群基于克隆群(contig-based)的策的策略略.ABCABC大片段大片段contig小片段测序拼装小片段测序拼装两种策略的比较两种策略的比较鸟枪法策略鸟枪法策略鸟枪法策略鸟枪法策略 指导测序指导测序指导测序指导测序策略策略策略策略不需背景信息不需背景信息不需背景信息不需背景信息 构建克隆群构建克隆群构建克隆群构建克隆群 (遗传、物理图谱遗传、物理图谱遗传、物理图谱遗传、物理图谱)时间短时间短时间短时间短 需要几年的时间需要几年的时间需要几年的时间需要几年的时间 需要大型计算机需要大型计算机需要大型计算机需要大型计算机得到的是草图得到的是草图得到的是草图得到的是草图(Draft)(Draft)得到精细图谱得到精细图谱得到精细图谱得到精细图谱3.43.4 其他测序路线其他测序路线n n重要区域优先测序重要区域优先测序 人们对感兴趣的基因或与疾病相关的基因人们对感兴趣的基因或与疾病相关的基因优先测序优先测序.如如:人类主要组织相容性复合区位于第人类主要组织相容性复合区位于第6 6号染色号染色体体,与人类免疫系统有关，因而优先测序与人类免疫系统有关，因而优先测序.n n3.6*106bp，224个基因座组成，93个是直接通过基因组测序发现的，MHC基因分布最密集，16kb一个基因多态性分布最密集的区域，有些座位的等位基因成员超过200.n n与风湿性关节炎，牛皮癣，阅读障碍、癌症有关。n nEST(Expressed sequence tag)测序 优点优点:A mRNA A mRNA 可直接反转录成可直接反转录成cDNAcDNA，而且，而且cDNAcDNA文库也比文库也比较容易构建；较容易构建；B B 不必反复检测不必反复检测ESTEST序列的准确性；序列的准确性；C EST C EST为基因的编码区，不包括内含子和基因间区域，为基因的编码区，不包括内含子和基因间区域，一次测序的结果足以鉴定所代表的基因；一次测序的结果足以鉴定所代表的基因；n nEST是一种重要的基因组图分子标记,以EST为探针很容易从 cDNA文库中筛选全基因,又可从BAC克隆中找到其基因组的基因序列.n nEST测序链终止法是1%，但是基因组测序是0.01%，要测3次以上。n n98年底，有100多万个人类EST，4.人类基因组计划人类基因组计划 人类基因组计划人类基因组计划（Human genome Human genome projectproject）于）于19901990年启动，年启动，我国于我国于19991999年加入该计划，年加入该计划，承担其中承担其中1%1%的任务，即的任务，即人类人类3 3号染色体短臂上约号染色体短臂上约30Mb30Mb的测序任务。的测序任务。A.A.Celera Genomics 人类基因组的测序策略4.1 人类基因组测序策略采集采集5 5个自愿者的个自愿者的DNADNA样品样品构建构建3 3种不同插入子大小的基种不同插入子大小的基因组文库因组文库2Kb,10Kb2Kb,10Kb和和50Kb50Kb完成约完成约27002700万次万次插入子末端测序插入子末端测序,总长总长14800Mb14800MbGenBankGenBank下载下载104018104018个个BACBAC末端顺序末端顺序PFPPFP（政府资助（政府资助的人类基因组计的人类基因组计划）发表的公开划）发表的公开数据主要为数据主要为BACBAC克隆的顺序克隆的顺序,共共4443.3Mb4443.3Mb随机测序与序列组装方法和指导测序与序列组装方法相结合进行序列组装B 国际人类基因组测序策略构建构建BACBAC克隆克隆 限制性限制性酶酶处处理理获获得指得指纹纹 根据指根据指纹纹重叠方法重叠方法组组建建BACBAC克隆重叠群克隆重叠群 根据根据STSSTS标记标记,将将BACBAC克隆重叠群克隆重叠群标标定在物理定在物理图图上上 每个每个BACBAC克隆内部采用克隆内部采用鸟枪鸟枪法法测测序序,组组装装 将将BACBAC插入插入顺顺序与序与BACBAC克隆指克隆指纹纹及重叠群比及重叠群比对对,将已将已阅读阅读的的顺顺序序锚锚定到物理定到物理图图上上4.2 人类基因组测序结果基因数是基因数是3万、万、4万还是万还是10万？万？人类遗传基因数量比原先估计的少很人类遗传基因数量比原先估计的少很多。目前研究表明，人类基因组中多。目前研究表明，人类基因组中约约约约有有有有3 3万至万至万至万至4 4万个蛋白编码基因万个蛋白编码基因万个蛋白编码基因万个蛋白编码基因，仅仅，仅仅是果蝇基因数目的两倍是果蝇基因数目的两倍是果蝇基因数目的两倍是果蝇基因数目的两倍，人有人有人有人有而而而而鼠没鼠没鼠没鼠没有的基因只有有的基因只有有的基因只有有的基因只有300300个个个个。人类基因组研究的惊人发现19号染色体号染色体是是含基因最丰富含基因最丰富的染色的染色体，而体，而13号染色体号染色体含基因量最少含基因量最少目前已经发现和定位了目前已经发现和定位了26000多个多个功能基因，其中尚有功能基因，其中尚有42%的基因尚的基因尚不知道功能不知道功能人类基因组研究的惊人发现人类基因组中存在人类基因组中存在“热点热点”和大片和大片“荒漠荒漠”。在染色体上有基因成簇密集分布的。在染色体上有基因成簇密集分布的区域，也有大片的区域只有区域，也有大片的区域只有“无用无用DNA”不包含或含有极少基因的成分。不包含或含有极少基因的成分。基基因组上大约有因组上大约有14的区域没有基因的片的区域没有基因的片段段。353的基因包含重复的序列的基因包含重复的序列。这。这说明那些原来被认为是说明那些原来被认为是“垃圾垃圾”的的DNA也也起重要作用，应该被进一步研究。起重要作用，应该被进一步研究。pp 人类人类人类人类99999 9的基因密码是相同的基因密码是相同的基因密码是相同的基因密码是相同的的的的，而，而，而，而差异不到差异不到差异不到差异不到0 01 1，不同人群不同人群不同人群不同人群仅有仅有仅有仅有140140万个万个万个万个核苷酸差异。核苷酸差异。核苷酸差异。核苷酸差异。pp 在整个基因组序列中，在整个基因组序列中，在整个基因组序列中，在整个基因组序列中，人与人人与人人与人人与人之间的变异仅为万分之一之间的变异仅为万分之一之间的变异仅为万分之一之间的变异仅为万分之一，从而说，从而说，从而说，从而说明明明明人类不同人类不同人类不同人类不同“种属种属种属种属”之间并没有本质之间并没有本质之间并没有本质之间并没有本质上的区别上的区别上的区别上的区别。4.3 人类基因组计划的伦理学人类基因组计划的伦理学A A 个人个人DNADNA顺序的隐私权顺序的隐私权.如如:”:”次等次等”基因携带者可能受到岐视基因携带者可能受到岐视,职业限职业限制制,医疗保险等问题医疗保险等问题;B B 基因专利问题基因专利问题5.后人类基因组计划在在在在HGPHGPHGPHGP完成之后，即全部人类完成之后，即全部人类完成之后，即全部人类完成之后，即全部人类基因被定序之后，还需要：基因被定序之后，还需要：基因被定序之后，还需要：基因被定序之后，还需要：n n破解贮存于基因组之中的破解贮存于基因组之中的破解贮存于基因组之中的破解贮存于基因组之中的遗传语言遗传语言遗传语言遗传语言;n n识别、分离、鉴定和克隆识别、分离、鉴定和克隆识别、分离、鉴定和克隆识别、分离、鉴定和克隆所有基因所有基因所有基因所有基因；n n搞清每个基因的功能及基搞清每个基因的功能及基搞清每个基因的功能及基搞清每个基因的功能及基因之间的相互作用和相互因之间的相互作用和相互因之间的相互作用和相互因之间的相互作用和相互关系关系关系关系。6 水稻的基因组 20022002年我国科学家完成了年我国科学家完成了年我国科学家完成了年我国科学家完成了水稻基因组测序和初步分析水稻基因组测序和初步分析水稻基因组测序和初步分析水稻基因组测序和初步分析。水稻的基因比人类基因还要多水稻的基因比人类基因还要多水稻的基因比人类基因还要多水稻的基因比人类基因还要多得多。得多。得多。得多。人类基因大约有人类基因大约有人类基因大约有人类基因大约有3-43-4万个万个万个万个，水稻有水稻有水稻有水稻有46022-5561546022-55615个基因个基因个基因个基因。