比较基因组学是对已知基因和基因组结构进行比较来了解基因功能、表达机理和物种进化的新兴学科。特别是在禾本科植物中进行的比较基因组学研究已经揭示了植物基因组组织结构的多样性和保守性。本研究以薏苡和水稻这两种禾本科植物为材料，分别选取了薏苡中Tbl(Teosinte：Branched 1)基因、22kDa醇溶蛋白(coixin)基因家族位点及水稻中MOCl基因位点，进行了比较基因组学研究。 薏苡与玉米同属禾本科玉蜀黍族，是玉米的野生近缘属，具有抗病、耐寒、种子蛋白含量高等优点。我国薏苡资源丰富，被公认为是世界薏苡的重要起源地之一。但是，薏苡无论是在国内还是国外都缺少系统的基因组学研究。 Tbl(Teosinte Branched 1)基因是一个与植株的形态建成及顶端优势有密切关系的基因，它控制着植物分枝的形成。在玉米驯化过程中该基因还是人工选择的主要位点之一，对玉米的进化起着重要作用。本研究我们通过对本实验室薏苡BAC文库(世界上首次构建)的筛选，得到了6个含有Tbl基因的BAC克隆并选定了其中的1个，经过鸟枪法测序和序列组装，得到一条长100709bp的序列。基因预测发现在这段序列中含有5个基因，2个反转座子和1个DNA转座子。通用比对Tbl基因旁侧11kb的区段在相近禾本科(玉米、高粱、水稻)中的保守性，发现薏苡与玉米和高粱间的保守性明显高于与水稻之间的，这一结果与分类学上的结果是一致的。此外我们还发现薏苡与高粱、玉米之间存在着大量保守的非编码序列(ConservedNoncoding Sequences CNSs)。在与水稻的整个区段的比较中发现，薏苡与水稻在Tb1位点上基因的内容和基因的顺序总体上是保守的(微观共线性)，但是还是出现了一些基因的缺失和分化。在这一区段中薏苡的4个基因在水稻中存在着直向同源基因，而且这4个基因的排列顺序在两个物种中是相同的。此外，在两个物种中都有缺失相对应的直向同源基因的基因，同时还有基因在两个物种中发生了分化，水稻中的基因5在薏苡中断列成了基因3和基因4。 薏苡种子的蛋白质含量高达18.7％，是所有禾谷类种子中最高的。相比之下，水稻、玉米和小麦的种子中的蛋白含量都仅在10％左右。种子储藏蛋白中醇溶蛋白是主要的一种，而α-醇溶蛋白又是醇溶蛋白中的主要家族，但目前在薏苡中对于α-醇溶蛋白的研究很少。已有数据显示，22kDa，薏苡蛋白是个基因家族，而且象玉米中的醇溶蛋白那样成簇分布，但其具体的组成和结构还不清楚。因此克隆和分析薏苡中主要的种子储藏蛋白是提高种子蛋白含量和改善蛋白品质的基础。本研究我们通过对本实验室薏苡BAC文库(世界上首次构建)的筛选，得到了19个含有22kDa α-coixin基因的BAC克隆并选定了其中的2个，经过鸟枪法测序和序列组装，共测定了两条分别为122kb和141kb的序列。通过基因预测及同源比对，在这两个区段中共发现了17个α-coixin基因，其中在122kb的区段中有6个基因拷贝，而在141kb的区段中存在11个基因拷贝。我们发现虽然有些单个基因被转座子或反转座子隔开，但基因总体还是成小簇(2-5个基因)分布，而且这些基因的转录方向都是一致的。在这17个基因中含有完整编码区的基因有7个，含有提前终止密码子的基因有7个，其他的是编码区断裂的。通过对该家族基因的表达情况研究发现，17个基因中有11个基因是表达的，其中所有含有完整编码区的基因都是表达的，还有部分提前终止密码子的基因也表达，但各表达成员占总表达量的百分比差别很大。对于基因成员编码区的进化树分析发现，该基因家族主要是由于基因的扩增所形成。对于该家族成员基因5UTR比对分析发现，其上游的重要调控元件都保持完整。 对于得到的目前世界上最长的薏苡基因组约363kb序列的分析，我们发现薏苡基因组的基因密度大约为16kb/基因，GC含量占45.1％，重复序列的比例占到11.8％，在重复序列中主要是反转座子，占了10.2％。这些结果是目前对于薏苡基因组的结构和特点最全面的描述。 作物野生近缘类群中蕴含着高产、抗病、抗逆和优质等特殊性状，可以为育种和扩大栽培品种的遗传背景提供必要的种质资源。对于水稻和野生稻的比较基因组学研究可以为稻属植物的基因组进化以及栽培稻的起源和驯化提供理论基础。本研究通过对两种野生稻(O.mfipogon、O.brachyantha)与日本晴(Japonica)在与水稻分蘖重要相关的MOCl基因位点上的比较来揭示稻属基因组的进化。首先通过鸟枪测序法，测定两个野生稻的BAC克隆，分别得到两条134kb和183kb的序列。通过序列一致性比对发现，属于同一基因组类型的稻种(O．rufipogon与Japonica同属于从基因组而O．brachyantha是FF基因组)比不同基因组类型基因组间的序列同源性高。仅从MOCl基因位点来看，不同类型的基因组大小差异较大(O．brachyantha．中的183kb对应于Japonica中则扩大至220kb)。我们发现这些基因组的变化可能主要是由于染色体的重排及反转座子的插入引起。通过对上述几个染色体位点的比较基因组学研究，丰富了我们对禾本科植物基因组的认识，同时也为我们利用野生近缘种的基因资源创造条件。