家蚕全基因组微卫星分布规律及其生物信息学分析

本研究利用MSDB v2.4软件以及生物信息学方法获取了家蚕全基因组的完整型SSRs序列,并对其分布规律进行比较分析。家蚕全基因组中SSRs总数量为141 311个,相对丰度为209.01 No/Mb,总长度为2.41 Mb,全基因组SSRs六种碱基重复类型的数量和密度分布模式为:单碱基四碱基三碱基二碱基五碱基六碱基,说明全基因以单碱基为主要碱基类型,六种碱基类型中五碱基SSRs G-C含量最高。对全基因组3'非翻译区(3'UTR)、5'非翻译区(5'UTR)、编码区(CDs)、内含子区(Introns)和基因间隔区(Intergenics)等不同区域SSRs分析表明,Introns区SSRs数量最高,为125 178个,最小的是5'UTR,为278个,其数量大小顺序为IntronsIntergenics3'UTRCDs5'UTR。5个不同区域的SSRs的碱基的总计数差异较大,编码区总计数最大的是三碱基,而其他4个区域最多的是单碱基。分别对5个区域SSRs中六种重复拷贝类别进行统计分析,碱基总计数(或频率)最多的分别是A;AC、AG、AT;AAT、CCG;AAAT、AAAC;AAATC、AAACT和TAAGTT、GAATTT、AATTAA,Introns和Intergenics区的重复类型总计数显著高于3'UTR、CDs和5'UTR。各重复类型拷贝数分布范围为4～100,主要集中在4～30之间。这为进一步系统分析家蚕SSRs分子标记筛选和遗传分析打下基础。     

猪蛔虫全基因组微卫星分布规律

为了探究猪蛔虫全基因组微卫星分布规律,本研究以已公布的猪蛔虫全基因组为基础,通过生物信息学方法,应用MSDB(microsatellite search and building database)从中搜索微卫星序列,并进行统计分析。针对微卫星序列设计40对引物,并通过e-PCR进行验证。得到结论,猪蛔虫基因组中存在682个微卫星位点,总长度为23 572 bp,占全基因组的8.67%。重复类型以短重复类型为主(单碱基重复至三碱基重复)。在这些重复单元中(A)n最为丰富,其次是(C)n,(AT)n,(AAT)n,(AG)n,占全部SSRs的86.67%。其中高频率的SSR类型(≥10),依次是A/T、G/C、AT/AT、AAT/ATT、AG/CT、AC/GT、TAA/TTA、ATTT/AAAT、TAAA/TTTA、TATCTA,占全基因组SSRs总数的75.1%。猪蛔虫基因组长度以10~20 bp为主,有484个(71%)。研究还发现SSR中AT含量明显高于GC含量,占SSRs总数的83.6%。此研究表明在猪蛔虫全基因组上系统的进行微卫星研究工作,有助于分子标记的进一步开发,同时也为猪蛔虫分子鉴定、遗传变异、功能基因等的发展提供了科学素材。     

牛科动物转录组微卫星变异分析

微卫星(simples equencere peats, SSRs)广泛分布于生物基因组中,是最常用的分子标记之一。本研究利用生物信息学方法搜索和统计了7种牛科动物转录组中完整型SSRs序列,揭示不同重复类型SSRs变异水平,并对其生物信息学特征进行比较分析。在牛科动物转录组中,牛、绵羊和山羊SSRs总丰度较高,三者基本一致(157.98, 157.09 vs 158.52个/Mb);其次是瘤牛和水牛(140.70 vs 129.63个/Mb);牦牛微卫星总丰度较低(96.99个/Mb),藏羚羊微卫星总丰度最低(63.71个/Mb)。牛科动物转录组中SSRs所占比例普遍偏低,范围为0.156%～0.753%,三碱基SSRs占主导地位,并且以(CCG)n和(AGG)n为优势重复基元,这可能与转录组编码区三联体密码子高度保守有关。在这7种牛科动物转录组中,相同单碱基至六碱基SSRs重复拷贝数(repeat copy number, RCN)分布高度一致。通过牛科动物转录组SSRs变异系数(coefficient of variability, CV)分析表明,单碱基SSRs和二碱基SSRs重复拷贝数变异水平较高,其次RCN变异模式如下:三碱基SSRs四碱基SSRs六碱基SSRs五碱基SSRs,六碱基SSRs重复拷贝数变异水平有稍微增加的趋势。本研究为牛科动物SSR标记的开发、遗传多样性评估和遗传育种提供科学依据。     

烟草叶绿体基因组和线粒体基因组SSR位点分析

利用生物信息学方法对烟草叶绿体和线粒体基因组数据中的SSR信息进行了分析.结果表明,在叶绿体和线粒体基因组中分别获得186和578个SSR位点,SSR间的平均距离分别为838 bp和745 bp.在SSR的分布区域上,绝大多数SSR位点分布在UTR(尤其是5’UTR)区域;在SSR重复碱基类型上,主要集中在二、三碱基重复,二者占总SSR位点的90％以上,其中三碱基重复类型丰度最高.利用全部657对SSR引物在供试的10份烟草材料中进行扩增,发现所有引物均能获得目的片段,但在普通烟草内品种间并未检测到多态性,而在烟草种间有26对叶绿体基因组SSR引物和178对线粒体基因组SSR引物扩增出多态性条带,表明来源于烟草叶绿体基因组和线粒体基因组的SSR标记适合用于烟草种间进化、分类、遗传多样性等方面研究.     

烟草EST-SSR位点分析

利用MISA软件对烟草EST公共数据库中的简单重复序列(SSRs)进行了分析。结果表明,在133523条EST序列中,共获得81757条SSR序列,SSRs之间的距离约为0.92 kb。其中,六碱基重复丰度最大,占60.3%,而单碱基、三碱基、四碱基、二碱基和五碱基重复丰度分别为20.0%、11.0%、4.2%、2.8%和1.7%。在单碱基、二碱基、三碱基和四碱基重复模体中,丰度最大的分别是A/T、AG、AAG和AAAT,而CG在编码区内丰度很低。用CAP3软件进行冗余分析表明,在这6种类型的重复模体中,冗余与非冗余的烟草EST之间没有显著差异。在得到的SSR序列中随机选择10个序列设计引物,在7个烟草品种中进行PCR扩增。结果表明,10对引物全部扩增出PCR产物,其中8对引物扩增出预期片段。用这8组扩增出预期片段的PCR产物进行变性PAGE凝胶电泳检测,结果表明,其中有4对引物(EB4、EB5、EB6和EB8)扩增出多态性条带。     

柔嫩艾美尔球虫EST序列中SSR的获取及分析

对柔嫩艾美尔球虫EST—SSR进行生物信息学分析,共获取Eimeria tenella EST序列34074条,总长度为16．45Mb,小于12bpSSR的ESTs达7651条,从中获得SSR序列19576条、总长度为0．35Mb,EST—SSRs的频率是48．00％,平均相隔S40bp出现一个长度不小于12bp的SSR。在E．tenella的核苷酸重复基元中,2、3、4、5、6和7bp重复序列在基因组中出现的种类分别有11种472条、49种14710条、31种525条、13种25条、21种43条和15种400条,3碱基重复序列是最丰富的重复单元,占总数的75．14％。各种SSRs中富含G、C碱基的重复单元以GCA出现频率最多（28．63％）,次为AGC（17．59％）,GCT（8．76％）,TGC（7．62％）,CTG（7．15％）。     

牦牛和水牛全基因组微卫星分布规律及其比较分析

微卫星(simple sequence repeats,SSRs)广泛分布于原核生物和真核生物基因组中,包括编码区和非编码区,是最常用的分子标记。本文利用生物信息学方法搜索和统计了牦牛和水牛全基因组中完整型SSRs序列,并对其生物信息学特征进行比较分析。牦牛和水牛全基因组中SSRs总数量分别为968 134个和1 052 443个,占其全基因组长度的比例分别为5.80‰和5.69‰。牦牛和水牛全基因组SSRs总丰度(366.01 vs 371.07个/Mb)和总密度(5 686.00 vs 5 799.34 bp/Mb)基本接近。牦牛和水牛全基因组SSRs丰富度分布模式如下:单核苷酸SSRs二核苷酸SSRs三核苷酸SSRs五核苷酸SSRs四核苷酸SSRs六核苷酸SSRs,这6种重复类型SSRs特征相互比较有显著差异,而相同重复类型SSRs特征基本一致。水牛第1条染色体上SSRs数量最多(72 934个),其次依次是第2、3、4条染色体,而较少的是第23、24条染色体,其所有染色体上SSRs丰度不存在显著差异(p0.05)。牦牛和水牛SSRs序列随着重复单元中核苷酸数量的增加,而其重复拷贝数逐渐下降。牦牛全基因组和水牛各染色体上各重复类型优势SSRs序列基本一致,并与普通牛、绵羊全基因组中不同重复类型SSRs优势序列相一致。     

鳞翅目昆虫基因组中微卫星DNA的特征以及对其分离的影响

本文根据我们对鳞翅目昆虫棉铃虫和松毛虫以及其它动物 (筏蜘蛛、朱、鳕鱼和飞蝗 )的微卫星富集性基因组DNA文库的筛选和分析结果 ,结合其它实验室已发表的资料 ,对鳞翅目昆虫基因组中微卫星DNA的丰度和结构特点进行了较为系统的分析。结果表明 :与其它类群相比 ,尽管鳞翅目昆虫物种间存在差异 ,但其基因组中存在明显偏多的侧翼序列重复的、以多拷贝形式存在的微卫星位点 ,且其中相当一部分以基因家族的形式存在。微卫星DNA家族通常可以在序列分析阶段被识别出来 ,但很多多拷贝位点只有通过一系列后续分析才能被检查出来。这应是鳞翅目昆虫中微卫星位点的优化率相对偏低的主要原因。棉铃虫和松毛虫基因组中三相重复微卫星丰度相对较高 ,从而从某种程度上补偿了这些物种微卫星分离过程中因丰度低、多拷贝位点比例高所带来的困难。棉铃虫微卫星DNA家族侧翼序列中多聚T/A序列的存在表明 ,逆转录转座或逆转录侵染可能是在基因组中形成多拷贝微卫星位点和微卫星DNA家族的重要机制之一     

埃博拉病毒基因组中微卫星序列的分布分析

微卫星或简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)在真核和原核生物以及病毒基因组中普遍存在,并被广泛用于遗传与进化研究。本研究从NCBI中下载埃博拉病毒属的四个不同种的埃博拉病毒全基因组序列,筛选36条作为实验材料,利用IMEx在线提取软件提取SSRs,用Python编程统计数据,从而分析SSRs在埃博拉病毒全基因组序列中的分布情况。分析得出,埃博拉病毒基因组序列中二型SSRs含量最为丰富,其次是一型SSRs,三型SSRs有少量,四型SSRs则更少,没有发现五型和六型SSRs。在更深入的分析中得出在埃博拉病毒属四个种中,含A/T碱基的SSRs含量远远大于含C/G碱基的SSRs。分析得出一型SSRs中(A)n/(T)n远多于(G)n/(C)n,二型SSRs中不存在(GC/CG)n,三型中也不存在(GGC/CGG/GCG/CCG/CGC/GCC) n。上述发现可能跟埃博拉病毒的致病机理有密切联系。通过对埃博拉病毒基因组序列中SSRs的分析,为研究埃博拉病毒的变异情况及致病机制提供更多参考。     

蜜蜂EST中的微卫星分析

为加速分子标记在蜜蜂遗传、进化与行为等方面的利用,分析了简单重复序列(Simple Sequence Repeats,SSRs)在蜜蜂EST中的分布频率与密度。所分析的蜜蜂EST数据集包含15869条序列,总长为7．9Mb。结果显示,蜜蜂ESTs中SSRs的频率为1／0．52kb,其中6碱基重复基序占总SSRs的45．0％,是最丰富的重复单元,而2、1、3、4与5碱基重复基序分别占总SSRs的17．9％、14．1％、11．6％、9．2％和2．2％。同时,在各种SSRs重复单元中,富含A碱基的重复单元占据优势地位,如：A、AT、AG、AC、AAT、AAG、AAC、AAAT、AAAG、AAAAG、AAAAT、AATAT、AAAAAG和AAAAAT重复基序,而富含G碱基的重复单元在基因编码区中含量较低。进一步分析显示：蜜蜂SSRs在冗余与非冗余EST数据集中的分布频率与密度相似,仅存在极小的偏差,表明可从现有的部分ESTs数据中方便地获取有效的微卫星标记。