一种新的EST聚类方法

该研究发展了一种EST（expressed sequence tag）聚类方法（ESTClustering）,用于分析大规模EST测序中所产生的大量数据,以获得高质量,非重复表达序列,该方法在聚类过程中采用MEGABLAST工具对一致序列进行序列同源比较,并用phrap程序对每一EST簇进行拼接检验。这一聚类策略能降低测序错误带来的影响,有效识别基因家族成员,并避免选择性剪接的干扰,与NCB（National Center for Biotechnology Information）的UniGene clustering）方法相比,ESTClustering的聚类结果可以更好地反映表达序列的多样性,用ESTClustering对112256条拟南芥EST聚类测试,产生23581个EST簇,其中13597个EST簇有对应拟南芥基因组编码序列,与该基因组中有EST作为依据的预测基因数目接近。应用该方法对收集的147191条水稻EST序列进行聚类,形成33896个EST簇。     

序列同源性分析软件Blast的WEB界面构建及其应用

基于局域网(Intranet)内的PC/Linux服务器, 构建了序列同源性分析软件Blast的WEB界面. 局域网内的所有计算机均可通过WEB方式访问该服务器进行公共数据库和自建数据库的查询,具有保密、高效、免费的优点,能够满足实验室和研究院所的大规模、快速数据分析任务.     

基于基因组数据分析的细菌耐药基因识别与表型预测

利用基因组数据和生物信息学分析方法,快速鉴定耐药基因并预测耐药表型,为细菌耐药状况监测提供了有力辅助手段。目前,已有的数十个耐药数据库及其相关分析工具这些资源为细菌耐药基因的识别以及耐药表型的预测提供了数据信息和技术手段。随着细菌基因组数据的持续增加以及耐药表型数据的不断积累,大数据和机器学习能够更好地建立耐药表型与基因组信息之间的相关性,因此,构建高效的耐药表型预测模型成为研究热点。本文围绕细菌耐药基因的识别和耐药表型的预测,针对耐药相关数据库、耐药特征识别理论与方法、耐药数据的机器学习与表型预测等方面展开讨论,以期为细菌耐药的相关研究提供手段和思路。     

食品中沙门氏菌分子检测靶点的筛选与评价

[目的]发掘新的沙门氏菌分子检测靶点,筛选检测性能优秀的引物.[方法]利用BLAST程序比较沙门氏菌属内基因组DNA序列的同源性以及沙门氏菌与非沙门氏菌基因组DNA序列之间的特异性,发掘出100多个检测沙门氏菌属的特异性片段,并从中随机挑选出15个片段作为候选靶点,一共设计了27对引物(FS1～FS27),对它们的特异性、灵敏度加以评价,从中筛选检测性能最好的引物.[结果]在27对引物中,检测性能最优的引物为FS23,采用该引物对供试菌株的相应检测靶点进行PCR扩增,44株沙门氏菌都能扩增到一条492 bp特异性片段,而22株非沙门氏菌则不能扩增出这一特异性片段.以FS23为引物建立PCR方法检测猪霍乱沙门氏菌基因组DNA的灵敏度为11.9 fg/μL,细菌纯培养物灵敏度为4.9×102cfu/mL;用猪霍乱沙门氏菌人工污染牛奶样品,如果接种起始菌量为100 cfu/25 mL时,只需要增菌5 h,采用上述方法即能检测出沙门氏菌.[结论]引物FS23对应的基因序列是一个性能优良的新分子检测靶点,具备很高的特异性和灵敏性,能够广泛应用于食品中沙门氏菌的快速检测.     

沙门氏菌泛耐药基因组特征分析

【目的】分析沙门氏菌的泛耐药基因组特征。【方法】以EnteroBase数据库中16365株沙门氏菌为对象,利用课题组自主研发的泛耐药基因组分析软件(PRAP),进行泛耐药基因组结构的鉴定,通过曼-惠特尼秩和检验和皮尔逊检验,来分析耐药基因与血清型、序列型(sequence type,ST)及分离株样本来源信息间的相关性。【结果】沙门氏菌共有104种耐药基因,其中核心耐药基因18种,附属耐药基因86种,且沙门氏菌拥有一个开放型的泛耐药基因组;相同的血清型(或ST型)有相似的耐药基因谱,不同血清型(或ST型)间耐药基因的分布差异显著(P0.05),耐药基因与样本来源、分离国家及年份间也存在一定的相关性;在测试的23种获得性耐药基因中,43.48%(10/23)的占比逐年升高,73.91%(17/23)以单一亚型为优势。【结论】利用PRAP软件分析获得的这些结果揭示了近年来沙门氏菌耐药基因的时空分布规律,为沙门氏菌等食源性致病菌耐药性的研究提供了新思路。     

水稻胚乳特异表达基因的挖掘及顺式元件分析

本研究旨在利用计算机方法对水稻胚乳特异性表达基因进行挖掘和功能分析,及特异性顺式调控元件的预测。我们将基因在不同组织中的表达信号谱看作多维空间内的向量,利用向量夹角余弦法计算其与理想状态下该基因在某一组织特异表达向量的相似度,以此来判断组织特异性表达基因。本文通过对水稻芯片数据的大规模分析,共挖掘出了127个在水稻胚乳中特异表达基因。并对其启动子进行顺式元件预测,发现两个与胚乳特异表达相关的顺式调控元件,其保守序列分别为CATGCATSCM和GATCGATCGR。与已知功能的顺式元件比较显示,前者为种子特异基因表达相关的RY repeat元件,而后者则与元件RNFG1相似,但其具体功能尚不明确。     

植物EST-SSR标记开发及其应用

随着生物科技的进步,大量的植物表达序列标签(expressed sequence tags,ESTs)已经成为开发SSR标记的重要资源。EST-SSR作为一种新型分子标记,其多态性可能与基因功能直接相关,而且在相近植物间具有良好通用性,使得EST-SSR标记在实际应用中更具价值。采用计算机方法大规模发掘EST-SSR多态性位点极大地提高了SSR标记开发效率。尤其随着新一代测序技术的成熟以及测序成本的急剧下降,利用新一代测序技术产生大量的转录组数据进行EST-SSR多态性标记的计算机大规模发掘将对SSR标记的开发带来深远影响。本文简要介绍了植物EST-SSR分布特点,并对EST-SSR标记开发现状以及相关应用作了综合评述,此外,还对EST-SSR标记的计算机开发新策略进行了展望。     

Copia 类型反转录转座子在籽粒苋中的表现

利用籽粒苋为材料 ,通过PCR扩增、克隆研究了copia类型反转录转座子的反转录酶序列在籽粒苋中的表现 ,结果表明 :(1)反转录转座子在苋属的 30个品系中同时检测到 ,说明反转录转座子在籽粒苋的不同种中普遍存在 ;(2 )对野生苋 (A .quitensis)中克隆、序列分析 2 8个反转录转座子的反转录酶序列 ,碱基分析表明 ,它们存在高度异质性 ,不同的反转录酶序列均存在不同程度的碱基缺失突变和终止密码子的突变 ;(3)对 2 8个序列与已发表的一些不同物种 (如水稻、矮牵牛和果蝇等 )的同一类型序列聚类分析表明 ,存在于野生苋中的反转录转座子与来源于双子叶或单子叶植物的反转录转座子关系密切 ,它们与果蝇的copia因子和 1731因子可能具有相同的起源     

盐胁迫下两个甜瓜品种转录因子的转录组分析

利用新一代高通量测序手段——转录组测序（RNA-Seq）技术研究在300 mmol.L-1NaCl胁迫下两个甜瓜（Cucumis melo L.）品种‘玉露’和‘冰雪脆’的转录因子基因表达变化。这两个甜瓜品种在叶绿素荧光参数上的差异表明其在盐胁迫下有不同的生理反应。转录组测序结果表明,盐胁迫与对照相比,‘玉露’共有属于19个转录因子家族的56个转录因子基因表达发生变化（在转录水平,属于7个转录因子家族的22个转录因子上调表达,属于14个转录因子家族的34个转录因子下调表达）。‘冰雪脆’有属于20个转录因子家族的47个转录因子基因表达发生变化（在转录水平上,属于5个转录因子家族的17个转录因子上调表达,属于17个转录因子家族的30个转录因子下调表达）。盐胁迫下,两个甜瓜品种差异表达的转录因子既表现特异性,也存在部分重叠。‘玉露’有29个转录因子特异响应,‘冰雪脆’有20个特异响应。盐胁迫响应重叠的转录因子有27个,其中9个上调表达,18个下调表达。采用实时荧光定量PCR对几个转录因子进行了盐胁迫下的表达检测,其趋势与转录组分析结果基本一致。     

添加有扩增内标的沙门氏菌荧光定量PCR 检测体系的建立与评价

【目的】建立添加有扩增内标(IAC,Internal amplification control)的沙门氏菌EvaGreen荧光定量PCR检测体系,提高PCR检测可靠性。【方法】通过比较已有沙门氏菌属细菌的基因组序列,筛选沙门氏菌属特异检测靶点,设计特异引物;再用复合引物法构建扩增内标,优化参数,建立沙门氏菌内标PCR检测体系,利用特异性和灵敏度实验评价体系的检测性能。【结果】筛选得到的新特异靶点基因编码III型分泌系统蛋白(ssaQ)。针对该基因设计特异引物(SsaQ6),建立了添加有扩增内标的常规PCR和EvaGreen荧光定量PCR检测体系;二者对151株沙门氏菌和34株非沙门氏菌的检测符合率均达100%,对基因组DNA的检测下限达14.9拷贝/PCR和2.76拷贝/PCR;人工污染牛奶样品(初始染菌量:4-6 cfu/10 mL),増菌10 h和8 h后分别可检出沙门氏菌。【结论】本研究发掘的新靶点基因ssaQ特异性强,基于这一新靶点建立的添加有扩增内标的EvaGreen荧光定量PCR比常规内标PCR的检测限更低,重复性更好,快速方便,在12 h内即可得出检测结果,并且定量准确,有利于推进沙门氏菌PCR检测方法的标准化应用。