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Knowledge of how a genome is structured and organized from its constituent elements is crucial to understanding its biology and evolution. Here, we report the genome structuring and organization pattern as revealed by systems analysis of the sequences of three model species, Arabidopsis, rice and yeast, at the whole-genome and chromosome levels. We found that all fundamental function elements (FFE) constituting the genomes, including genes (GEN), DNA transposable elements (DTE), retrotransposable elements (RTE), simple sequence repeats (SSR), and (or) low complexity repeats (LCR), are structured in a nonrandom and correlative manner, thus leading to a hypothesis that the DNA of the species is structured as a linear 'jigsaw puzzle'. Furthermore, we showed that different FFE differ in their importance in the formation and evolution of the DNA jigsaw puzzle structure between species. DTE and RTE play more important roles than GEN, LCR, and SSR in Arabidopsis, whereas GEN and RTE play more important roles than LCR, SSR, and DTE in rice. The genes having multiple recognized functions play more important roles than those having single functions. These results provide useful knowledge necessary for better understanding genome biology and evolution of the species and for effective molecular breeding of rice. Key words: DNA structuring and organization, genetics, variation and evolution, Arabidopsis, rice, yeast. Resume: La connaissance de l'organisation et de la structure d'un genome a partir de ses elements constituants est cruciale pour comprendre la biologie et revolution d'un genome. Dans ce travail, les auteurs decrivent les modes de structuration et d'organisation des genomes tels que reveles par une analyse systemique des sequences de trois especes modeles (Arabidopsis, le riz et la levure) a l'echelle du genome et des chromosomes. Les auteurs ont trouve que tous les elements fonctionnels fondamentaux (FFE) constituant les genomes, incluant les genes (GEN), les elements transposables a ADN (DTE), les retro-elements (RTE), les sequences simples repetees (SSR) et les sequences repetees a faible complexite (LCR) sont organises de maniere non-aleatoire et correlee, ce qui les amene a formuler l'hypothese que l'ADN des differentes especes est structure a la maniere d'unpuzzle lineaire. De plus, les auteurs montrent que differents FFE different quant a leur importance dans la formation et revolution de la structure du puzzle d'ADN entre especes. Les DTE et RTE joueraient des roles plus importants que les GEN, LCR et SSR chez Arabidopsis, tandis que les GEN et RTE joueraient des roles plus importants que les LCR, SSR et DTE chez le riz. Les genes ayant plusieurs fonctions reconnues joueraient un role plus important que ceux n'ayant qu'une seule fonction. Ces resultats fournissent un eclairage utile pour mieux comprendre la biologie et l'evolution des genomes des especes et pour plus efficacement ameliorer le riz. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: structuration et organisation de l'ADN, genetique, variation et evolution, Arabidopsis, riz, levure., Introduction A genome is an organic entity hosting the entire genetic material (DNA) of an organism and contains almost all of the biological information necessary for life. Therefore, it is [...]

Plant-transformation-ready, large-insert binary bacterial artificial chromosome (BIBAC) libraries are of significance for functional and network analysis of large genomic regions, gene clusters, large-spanning genes, and complex loci in the postgenome era. Here, we report the characterization of a plant-transformation-ready BIBAC library of the sequenced Arabidopsis genome for which such a library is not available to the public, the transformation of a large-insert BIBAC of the library into tobacco by biolistic bombardment, and the expression analysis of its containing genes in transgenic plants. The BIBAC library was constructed from nuclear DNA partially digested with BamHI in the BIBAC vector pCLD04541. It contains 6144 clones and has a mean insert size of 108 kb, representing 5.2x equivalents of the Arabidopsis genome or a probability of greater than 99% of obtaining at least one positive clone from the library using a single-copy sequence as a probe. The transformation of the large-insert BIBAC and analyses of the transgenic plants showed that not only did transgenic plants have intact BIBAC DNA, but also could the BIBAC be transmitted stably into progenies and its containing genes be expressed actively. These results suggest that the large-insert BIBAC library, combined with the biolistic bombardment transformation method, could provide a useful tool for large-scale functional analysis of the Arabidopsis genome sequence and applications in plant-molecular breeding. Key words: Arabidopsis thaliana, high-molecular-mass DNA transformation, binary bacterial artificial chromosome, functional genomics, molecular breeding. En cette ere post-genomique, les banques de clones avec des inserts de grande taille dans des chromosomes bacteriens artificiels competents en vue de la transformation vegetale (BIBAC) sont importantes en vue d'analyses fonctionnelles et de reseaux portant sur de grandes regions genomiques, des amas de genes, des genes de grande taille et des locus complexes. Les auteurs decrivent ici la caracterisation d'une banque de clones BIBAC pour le genome sequence d'Arabidopsis, une espece pour laquelle une telle ressource n'existait pas dans le domaine publique. Les auteurs decrivent la transformation du tabac par biolistique a l'aide d'un grand clone BIBAC et l'analyse subsequente de l'expression des genes introduits chez les plantes transgeniques. La banque BIBAC a ete produite a partir d'ADN nucleaire partiellement digere avec BamHI, lequel a ete introduit dans le vecteur BIBAC pCLD04541. La banque totalise 6144 clones dont la taille moyenne est de 108 kb, ce qui correspond a une couverture de 5,2x du genome d'Arabidopsis et qui confere une probabilite de 99% d'identifier au moins un clone positif en employant comme sonde une sequence presente en simple copie. La transformation avec un clone BIBAC et l'analyse des plantes transgeniques obtenues ont montre que non seulement ces plantes possedaient l'insert BIBAC intact, mais aussi que l'insert BIBAC etait transmis de maniere stable et que les genes continuaient de s'exprimer activement. Ces resultats suggerent que cette banque BIBAC a grands inserts, combinee avec la transformation biolistique, fournissent un outil precieux pour l'analyse fonctionnelle a grande echelle du genome d'Arabidopsis et ouvre la voie a des applications en amelioration genetique. Mots-cles: Arabidopsis thaliana, transformation avec de l'ADN de grande taille, chromosomes bacteriens artificiels et binaires, genomique fonctionnelle, amelioration genetique assistee d'outils moleculaires. [Traduit par la Redaction], Introduction As numerous genomes are being sequenced and decoded rapidly, significant challenges have arisen on how to functionally characterize and efficiently use the sequences in plant genetic improvement. Multiple approaches [...]

Abstract: The successful assignment of the existing genetic linkage groups (LGs) to individual chromosomes and the second-generation linkage map obtained by mapping a large number of bacterial artificial chromosome (BAC) [...]

Abstract: Sequencing of the rice genome has provided a platform for functional genomics research of rice and other cereal species. However, multiple approaches are needed to determine the functions of [...]