植物进化基因组学
课程编码：1800850710Z1P3001H
英文名称：Plant Evolutionary Genomics
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：徐桂霞等
教学目的要求
课程大纲和授课内容是为中国科学院大学研究生设置的。本课程重点介绍植物进化基因组学相关的基本理论、分析方法以及最新的研究进展和前沿动态。主要授课内容如下：（1）讲授植物基因组进化的基本规律，包括核基因组和细胞器基因组的基本特征、蛋白编码基因和非编码RNA的进化动态、新基因起源的方式、染色体和基因组的动态变化及结构变异、转录水平的多态性、基因家族进化与新性状起源的关系等，并介绍一些分析方法和流程；（2）从实际案例出发，对系统发生基因组学与类群演化、比较转录组学与性状演化、群体遗传学和景观基因组学与植物适应、图形泛基因组学与植物育种等方面的研究进展和前沿动态进行系统的讲授。本课程旨在为研究生普及从基因组水平研究植物类群起源、物种分化、性状演化等进化问题的方法、思路和前沿动态，为他们创建一个从大学知识学习到研究实际课题之间过渡的平台。本课程要求选课学生全时参加学习，希望研究生能从被动听课转到主动学习，积极参与课堂讨论、阅读参考书籍相关内容及推荐的重要文献。
预修课程
植物学、分子生物学
大纲内容
第一章 植物进化基因组学简介 3学时 徐桂霞
第1节 基本概念和学科特点
第2节 研究内容和相关分支学科
第二章 植物基因组测序研究动态及主要研究方向 3学时 冉进华
第1节 植物基因组测序基本方法和原理
第2节 植物全基因组测序进展和数据库
第3节 植物进化基因组研究中的前沿热点
第三章 基因及基因家族的进化 9学时 徐桂霞
第1节 基因的突变类型及影响
第2节 新基因起源的方式及其对生物进化的作用
第3节 蛋白编码基因进化速率的计算方法及研究进展
第4节 基因结构变化的类型和进化意义
第5节 基因家族的进化模式及其与对生物演化的作用
第6节 基因家族进化研究的方法和流程
第四章 非编码RNA的进化 3学时 徐桂霞
第1节 非编码RNA的定义、类型和功能
第2节 非编码RNA的突变类型
第3节 非编码RNA的起源和进化模式
第五章 基因转录水平的多态性及进化意义 3学时 徐桂霞
第1节 基因转录后修饰的类型及功能
第2节 转录后修饰的进化意义
第六章 基因组大小和结构的变异 3学时 徐桂霞
第1节 基因组大小的多样性及其影响机制
第2节 基因组加倍的普遍性及进化意义
第3节 基因组结构变异的类型及进化意义
第七章 植物细胞器基因组的进化 3学时 冉进华
第1节 植物细胞器基因组起源与演化
第2节 植物细胞器基因组主要特征
第3节 细胞器基因组在植物系统发生研究的应用
第八章 系统发生基因组学与类群演化 3学时 冉进华
第1节 概念和术语
第2节 基本分析流程和软件简介
第3节 重要类群系统发生基因组学研究进展
第九章 比较转录组学与性状演化 3学时 徐桂霞
第1节 概念和术语
第2节 基本分析流程和软件简介
第3节 重要性状演化比较转录组学研究实例介绍
第十章 群体基因组学和景观基因组学与植物适应 3学时 冉进华
第1节 概念和术语
第2节 基本分析流程和软件简介
第3节 群体/景观基因组学实例介绍与植物保护
第十一章 互作组大数据和图形泛基因组与植物育种 3学时 冉进华
第1节 概念和术语
第2节 基本分析流程和软件简介
第3节 互作组大数据和图形泛基因组在植物育种中的研究简介
第十二章 植物进化基因组学前沿与展望 3学时 冉进华
第1节 进化基因组学研究中的新技术和新方法
第2节 多种组学技术在植物中的研究动态
第3节 多种组学技术在生物互作研究中的应用实例介绍
参考书
1、
Introduction to Evolutionary Genomics
Naruya Saitou
2018年11月
Springer, London
2、
The Evolution of the Genome
T. Ryan Gregory
2004年12月
Academic Press
3、
Plant Genome Diversity, vol 1, Plant genomes, their residents, and their evolutionary dynamics
Jonathan F. Wendel, Johann Greilhuber, Jaroslav Dolezel, Ilia J. Leitch
2012年3月
Springer Vienna
4、
Plant Genome Diversity, vol 2, Physical structure, behaviour and evolution of plant genomes
Johann Greilhuber, Jaroslav Dolezel, Jonathan F. Wendel
2012年11月
Springer Vienna
5、
Phylogenomic Data Acquisition: Principles and Practice
W. Bryan Jennings
2016年11月
CRC Press
6、
Phylogenomics: An Introduction
Christoph Bleidorn
2017年6月
Springer, Wien
7、
植物基因组学
樊龙江
2020年3月
科学出版社
课程教师信息
徐桂霞，2005年毕业于云南大学生物科学基地班，2010年在中国科学院植物研究所获博士学位。现任中国科学院植物研究所研究员。主要从事基因组学、分子进化生物学和进化发育生物学研究。
冉进华，2001年毕业于浙江大学，2007年在中国科学院植物研究所获得博士学位。现任中国科学院植物研究所研究员。主要从事裸子植物的分子系统学、分子进化与生物地理学研究。
张剑，2005年毕业于北京林业大学生物系，2010年毕业于中科院植物研究所获博士学位。现任中科院植物所副研究员。主要研究方向是利用植物基因组与进化发育相关研究策略，探索生物多样性形成过程中重要植物类群、关键创新性状及重要基因家族的起源与分化，结合遗传与环境因素，探究类群的适应性进化机制，挖掘关键适应性状与生物多样性格局形成之间的内在联系。