基于κ-tuple组合的酵母ncRNA与mRNA的比较研究

ncRNA和mRNA一样,都是重要的功能分子.以κ-tuple(κ字)含量为特征,对酵母ncRNA成熟序列和mRNA的编码区、上游序列与下游序列进行了分类与比较研究,结果显示:基于ncRNA成熟序列与mRNA编码区的3-tuple的含量,ncRNA和mRNA的交叉有效性分类精度(leave-one out cross-validation,LOOCV)平均值达到93.93%;基于上游序列4-tuple和5-tuple的含量,分类精度分别为92.49%和92.76%;基于下游序列4-tuple和5-tuple的含量,分类精度分别为91.58%和90.60%;利用上游序列和下游序列的4-tuple与5-tuple的含量,其平均分类精度分别为94.68%和94.83%;通过t检验,得到了在ncRNA和mRNA上、下游序列中具有显著统计学差异的κ-tuple.上述结果表明,基于ncRNA成熟序列与mRNA编码区的3-tuple含量和基于ncRNA与mRNA上、下游序列的4或5-tuple含量可以有效地区分ncRNA与mRNA.此研究结果不仅有助于准确识别ncRNA与mRNA,还有助于发现ncRNA特异的转录因子结合位点.     

基于功能性状的铁杆蒿对环境变化的响应与适应

以延河流域3个植被区(森林区、森林草原区及典型草原区)稳定的自然植物群落中的铁杆蒿为研究对象,测定铁杆蒿的比叶面积、叶组织密度、叶氮含量、叶磷含量、叶氮磷比、比根长、细根组织密度、细根氮含量、细根磷含量、细根氮磷比10项能够反映植物生存对策且易于测量的功能性状,研究了不同生境下铁杆蒿功能性状的种内差异,以及气象因子和地形因子对铁杆蒿植物功能性状的影响,并分析了各功能性状间的相关关系.结果表明： 铁杆蒿各功能性状中除了叶磷含量、叶氮磷比、比根长、根组织密度和根氮磷比在各植被带间的差异显著外,其他5个性状差异均不显著.各性状在坡度、坡向间的差异不显著.比叶面积与叶组织密度呈显著负相关,比根长与根组织密度和根氮磷比呈显著负相关,根组织密度与根氮含量和根氮磷比呈显著正相关,叶组织密度、叶氮含量和叶氮磷比与其他功能性状的相关性不显著.表明铁杆蒿对恶劣环境的适应是通过叶片和细根功能性状间的相互作用和调节实现的.不同环境因素在不同程度上对铁杆蒿功能性状产生影响,对铁杆蒿功能性状影响大小依次是年均降雨量、年均温和年均蒸发量.     

基于转录终点序列特征预测大肠杆菌sRNA

细菌sRNA是一类长度在40～500nt的调控RNA,在细菌与环境相互作用中发挥重要功能,因此,细菌sRNA识别研究具有重要意义。然而,与蛋白编码基因具有易于识别的特征不同,目前细菌sRNA识别仍是一件比较困难的事。此方法介绍了一个基于已知细菌sRNA转录终点的碱基频率矩阵来识别sRNA的预测策略,并在大肠杆菌K-12 MG1655中进行了sRNA的预测。结果表明,该模型在独立测试集中具有较高的特异性和阳性检出率,因此,这一方法将为实验发现细菌sRNA提供较好的生物信息学支持。     

细菌sRNA数据库

细菌sRNA是一类长度在50～500 nt的调控小RNA（small regulatory RNA）,主要通过与靶标mRNA或靶标蛋白质结合发挥多种生物学功能。目前,随着生物信息学与高通量测序的应用,发现了越来越多的细菌sRNA,开发了多个相关数据库。为了sRNA工作者系统了解与应用这些数据,本文拟对包含细菌sRNA的综合数据库和细菌sRNA专业数据库作一概述,并对sRNA数据库的未来发展进行展望。     

骆驼刺幼苗生长特性对不同地下水埋深的响应

在塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲,对人工控制地下水埋深条件下的骆驼刺幼苗地上和地下部分的生长特性进行了一个生长季的调查。结果表明：1)幼苗的株高、分枝数、冠幅与不同地下水埋深之间存在较好的相关性,不同地下水埋深下幼苗叶片数的波动较大;2)生长在距地下水埋深为2.5和2.0 m及1.5和1.0 m条件下的骆驼刺幼苗的基径变化没有显著差异(P>0.05);3)地下水埋深对骆驼刺幼苗根系的垂直根长的影响显著(P<0.01）;4)不同土壤深度的根生物量、根质量密度、比根长、根表面积对地下水埋深变化的响应也有显著差异(P<0.05)。     

pBV220载体中外源基因高效表达的自动化设计

pBV220载体是国内科学家构建的原核系统表达载体,目前仍在广泛应用.但是,实现 外源基因的高效表达需要综合考虑诸如RNA二级结构等多种因素,极其耗时费力．为此,基于我们提出的pBV220载体中外源基因高效表达数学模型,编写了外源基因高效表达的自动化设计软件,并可定性用于原核系统其它载体中外源基因表达水平分析,最终为加快实验进程提供帮助     

sRNASVM——基于SVM方法构建大肠杆菌sRNA预测模型

在理解细菌与环境的相互作用方面,细菌sRNA的识别发挥重要作用。文章介绍了一个通过增加训练集中实验证实的sRNA来构建细菌sRNA预测模型的策略,并以大肠杆菌K-12的sRNA预测为例来说明策略的可行性。结果表明,按此策略构建的模型sRNASVM的10倍交叉检验精度达到92.45%,高于目前文献中报道的精度。因此,构建的这一模型将为实验发现sRNA提供较好的生物信息学支持。有关模型和详细结果可以从网站http://ccb.bmi.ac.cn/srnasvm/下载。     

分子生物学实验中计算机辅助设计

通过一些典型应用实例介绍分子生物学实验中计算机辅助设计的概况,例如:使用GOLDKEY软件分别计算蓖麻毒素A链蛋白基因在pBV220载体中的5′和3′端部分RNA二级结构自由能和密码子使用偏性指数等参数,并按外源基因高效表达判别函数,指导基因突变,以构建高效表达载体。按判别函数对原始序列推断为低效表达,实验表明,未能获得表达产物。为此对基因的这两个片段按上述分析方     

人源microRNA前体的全基因组预测

microRNA（miRNA）是一类不编码蛋白的调控小分子RNA,在真核生物中发挥着广泛而重要的调控功能.由于miRNA的表达具有时空特异性,因而通过计算方法预测miRNA而后有针对性的实验验证是miRNA发现的一条重要途径.降低假阳性率是miRNA预测方法面临的重要挑战.本研究采用集成学习方法构建预测miRNA前体的分类器SVMbagging,对训练集、测试集和独立测试集的结果表明,本研究的方法性能稳健、假阳性率低,具有很好的泛化能力,尤其是当阈值取0.9时,特异性高达99.90%,敏感性在26%以上,适合于全基因组预测.采用SVMbagging在人全基因组中预测miRNA前体,当取阈值0.9时,得到14933个可能的miRNA前体.通过与高通量小RNA测序数据的比较,发现其中4481个miRNA前体具有完全匹配的小RNA序列,与理论估计的真阳性数值非常接近.最后,对32个可能的miRNA进行实验验证,确定其中2条为真实的miRNA.     

外源糖浸种缓解盐胁迫下玉米种子萌发

以玉米品种‘垦玉6号’为材料,在150 mmol·L^-1NaCl胁迫条件下,研究葡萄糖(Glc)和蔗糖(Suc)浸种对玉米种子萌发阶段耐盐性的影响.结果表明: 盐胁迫下,0.5 mmol·L^-1 Glc、Suc浸种可促进玉米种子萌发及幼苗早期生长,其中Glc浸种玉米胚芽和胚根长及相应干质量增加到盐处理的1.5、1.3、2.1、1.8倍;Suc浸种玉米分别增加到1.7、1.3、2.7、1.9倍;盐胁迫下Glc、Suc浸种可减少胚芽中硫代巴比妥酸反应物(TBARS)和过氧化氢(H2O2)含量,与盐处理相比分别降低24.9%、20.6%;Glc、Suc浸种可显著提高盐胁迫下玉米胚芽超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,并诱导葡萄糖6 磷酸脱氢酶(G6PDH)活性的升高,其中Glc浸种玉米SOD、APX、GPX、GR、G6PDH活性较盐处理分别提高66.2%、62.9%、32.0%、38.5%、50.5%,Suc浸种玉米较盐处理分别提高67.5%、59.8%、30.0%、38.5%、50.4%;Glc、Suc浸种胚芽中抗坏血酸 (ASA)、谷胱甘肽(GSH)含量及ASA/DHA、GSH/GSSG显著提高,其中G6PDH活性与外源糖诱导的较强的抗氧化能力密切相关.Glc、Suc浸种还可提高盐胁迫下玉米胚芽中K⁺/Na⁺,分别为盐处理的2.3、2.4倍.外源 Glc、Suc浸种可通过提高玉米种子抗氧化能力及维持体内K⁺和Na⁺离子平衡缓解盐胁迫对玉米种子萌发的抑制效应.