生物信息学在农学研究领域中的应用

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解途径的16种最重要的物化特性。日本丰桥技术大学（Toyohashi University of Technology） 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 　　食品在加工制作和存储过程中各种细菌数量发生变化，传统检测方法是进行生化鉴定，但所需时间较长，不能满足检验检疫部门的要求，运用生物信息学方法获得各种致病菌的核酸序列，并对这些序列进行比对，筛选出用于检测的引物和探针，进而运用PCR法［１9］、RT-PCR法、荧光RT-PCR法、多重PCR［20］和多重荧光定量PCR等技术，可快速准确地检测出细菌及病毒。此外，对电阻抗、放射测量、ELISA法、生物传感器、基因芯片等［2１-25］技术也是未来食品病毒检测的发展方向。 　　转基因食品检测是通过设计特异性的引物对食品样品的DNA提取物进行扩增，从而判断样品中是否含有外源性基因片段［26］。通过对转基因农产品数据库信息的及时更新，可准确了解各国新出现和新批准的转基因农产品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及时对检验方法进行修改。目前由于某些通过食品传播的病毒具有变异特性，以及检测方法的不完善等因素影响，生物信息学在食品领域的应用还比较有限，但随着食品安全检测数据库的不断完善，相信相关的生物信息学技术将在食品领域发挥越来越重要的作用。 　生物信息学广泛用于农业科学研究的各个领域，但是仅有信息资源是不够的，选出符合自己需求的生物信息就需要情报部门，以及信息中介服务机构提供相关服务，通过出版物、信息共享平台、数字图书馆、电子论坛等信息媒介的帮助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我国生物信息学发展还很不均衡，与国际前沿有一定差距，这需要从事信息和科研的工作者们不断交流，使得生物信息学能够更好地为我国农业持续健康发展发挥作用。 　　 　　参考文献： 　　［1］Yockey HP，Platzman RP，Quastler H.Symposium on Information.Theory in Biology.Pergamon Press，New York，London，1958. 　　［2］郑国清，张瑞玲.生物信息学的形成与发展［J］.河南农业科学，2002，（11）：4-7. 　　［3］骆建新，郑崛村，马用信等.人类基因组计划与后基因组时代.中国生物工程杂志，2003，23，（11）：87-94. 　　［4］曹学军.基因研究的又一壮举——美国国家植物基因组计划［J］.国外科技动态，2001，1：24-25. 　　［5］MICHAEL B.Genomics and plantcells：application ofgenomics strategies to arabidopsis cellbiology［J］.PhilosTransR Soc Lond B Bio Sci，2002，357（1422）：731-736. 　　［6］卢新雄.植物种质资源库的设计与建设要求［J］.植物学通报，2006，23，（1）：119-125. 　　［7］GUY D，NOEL E，MIKE A.Using bioinformatics to analyse germplasm collections ［J］.Springer Netherlands，2004：39-54. 　　［8］郑衍，王非.药物生物信息学，化学化工出版社，2004.1：214-215. 　　［9］俞庆森，邱建卫，胡艾希.药物设计.化学化工出版社，2005.1：160-164. 　　［10］Austen M，Dohrmann C.Phenotype—first screening for the identification of novel drug targets.Drug Discov Today，2005，10，（4）：275-282. 　　［11］ARUN AGRAWAL，ASHWINI CHHATRE.State involvement and forest cogovernance：Evidence from the IndianHmi alayas.StComp International Developmen.t Sep 2007：67-86. 　　［12］TANG SY.Institutionsand collective action：Self-governance in irrigation ［M］.San Francisco，CA：ICSPress，1999. 　　［13］PUNGPO P，SAPARPAKORN P，WOLSCHANN P，et a.l Computer-aided moleculardesign of highly potentHIV-1 RT inhibitors：3D QSAR and moleculardocking studies of efavirenz derivatives［J］.SAR QSAR EnvironRes，2006，17，（4）：353-370. 　　［14］杨华铮，刘华银，邹小毛等.计算机辅助设计与合成除草剂的研究［J］.计算机与应用化学，1999，16，（5）：400. 　　［15］VASSILEV D，LEUNISSEN J，ATANASSOV A.Application of bioinformatics in plant breeding［J］.Biotechnology & Biotechnological Equipment，2005，3：139-152. 　　［16］王春华，谢小保，曾海燕等.深圳市空气微生物污染状况监测分析［J］.微生物学杂志，2008，28，（4）：93-97. 　　［17］程树培，严峻，郝春博等.环境生物技术信息学进展［J］.环境污染治理技术与设备，2002，3，（11）：92-94. 　　［18］史应武，娄恺，李春.植物内生菌在生物防治中的应用［J］.微生物学杂志，2009，29，（6）：61-64. 　　［19］赵玉玲，张天生，张巧艳.PCR 法快速检测肉食品污染沙门菌的实验研究［J］.微生物学杂志，2010，30，（3）：103-105. 　　［20］徐义刚，崔丽春，李苏龙等.多重PCR方法快速检测4种主要致腹泻性大肠埃希菌［J］.微生物学杂志，2010，30，（3） ：25-29. 　　［21］索标，汪月霞，艾志录.食源性致病菌多重分子生物学检测技术研究进展［J］.微生物学杂志，2010，30，（6）：71-75 　　［22］朱晓娥，袁耿彪.基因芯片技术在基因突变诊断中的应用及其前景［J］.重庆医学，2010，（22）：3128-3131. 　　［23］陈彦闯，辛明秀.用于分析微生物种类组成的微生物生态学研究方法［J］.微生物学杂志，2009，29，（4）：79-83. 　　［24］王大勇，方振东，谢朝新等.食源性致病菌快速检测技术研究进展［J］.微生物学杂志，2009，29，（5）：67-72. 　　［25］苏晨曦，潘迎捷，赵勇等.疏水网格滤膜技术检测食源性致病菌的研究进展［J］.微生物学杂志，2010，30，（6）：76-81. 　　［26］饶红，冯骞，傅浦溥等.生物信息学与食品安全检测［J］.中国卫生检验杂志，2006，16，（6）：767-768.