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。     

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。     

红原鸡全基因组中微卫星分布规律研究

本文对红原鸡Gallus gallus全基因组中微卫星数量及分布规律进行了分析,查找到l～6个碱基重复类型的微卫星序列共282728个,约占全基因组序列(1.1Gb)的0.49%,分布频率为1/3.89kb,微卫星序列的长度主要在12～70个碱基长度范围内。第1、2、3条染色体上微卫星分布频率较高,而32号染色体上无微卫星分布。不同类型微卫星中,单碱基重复类型数目最多,为184192个,占总数的65.1%;其次是四、二、三、五、六碱基重复单元序列,分别占到总数的12.8%、9.7%、7.2%、4.6%、0.8%。T、A、AT、GTTT、AAAC、G、C、ATTT、AC、GT、AAAT、ATT、AAC、AAT、GTT、AG、CT、CTTT、AAAG、GTTTT、AAACA、AAGG、CCTT是红原鸡基因组中最主要的微卫星重复类型。本研究为红原鸡微卫星标记的分离筛选、遗传多样性的研究以及不同物种微卫星的比较分析奠定了基础。     

德国小蠊全基因组中微卫星分布规律

【目的】分析德国小蠊 Blattella germanica 全基因组中微卫星的数量和分布规律,并对外显子中含有微卫星的基因进行功能注释。【方法】使用微卫星搜索软件查找德国小蠊基因组中微卫星的数量、重复次数以及所有微卫星的位置信息,编写Python脚本对微卫星进行定位,并通过Blast2Go和KASS程序对外显子中含有微卫星的基因进行功能注释。【结果】共找到1~6碱基重复类型的微卫星序列604 386个,总长度15 301 255 bp,约占全基因组序列（约2.04 Gb）的0.75%,分布频率为1/3.37 kb,微卫星序列的长度主要在12~60个碱基长度范围内。不同类型的微卫星中,三碱基（226 876）重复类型微卫星数量最多,占微卫星总数的37.54%;四碱基（150 355）重复类型次之,占微卫星总数的24.88%;其余依次是单碱基（141 167）、二碱基（60 877）、五碱基（21 570）和六碱基（3 541）重复类型,分别占微卫星总数的23.36%, 10.07%, 3.57%和0.59%。出现最多的重复拷贝类别有：ATT, AAT, A, T, AAAT, ATTT和AT,共411 789个微卫星,占微卫星总数的68.13%,这7种类别的微卫星数量均大于30 000个。共有2 372个微卫星在外显子上,它们分别位于1 481个基因上。GO功能注释结果表明,其中434条归类于细胞组分(cellular component),402条归类于分子功能(molecular function),660条归类于生物学过程(biological process)。KEGG通路分析结果表明,与新陈代谢相关的基因最多（380个）,其次是与机体系统相关的（276个）,与遗传信息进程相关的基因最少（92个）。【结论】本研究为进一步系统深入分析德国小蠊微卫星功能及微卫星分子标记筛选打下了基础。     

林麝全基因组微卫星分布规律研究

林麝Moschus berezovskii是中国重要的资源动物,也是国家Ⅰ级重点保护野生动物。本研究使用生物信息学方法,分析林麝全基因组中完美型微卫星的分布特征。在林麝2.53 Gb的基因组序列中,共搜索到665 524个完美型微卫星,总长度为11 517 784 bp,占基因组序列总长度的0.42%,总丰度为244个/Mb。林麝基因组中,单碱基微卫星序列数量最多,为221 058个,约占总微卫星数的33.22%,丰度为81.05个/Mb,然后依次为二碱基、五碱基、三碱基、四碱基、六碱基重复类型微卫星。林麝基因组中数目最多的10种微卫星类别依次为:A、AACTG、AGC、AC、AT、AG、AAAT、AAC、AAT和AAAC,占所有基因组微卫星的93.2%,表现出明显的A、T偏好。林麝基因组微卫星序列分布研究表明,其在外显子(2 530个)上的分布数量远低于内含子(200 906个)和基因间隔区(454 596个),与前人关于微卫星在非编码区的分布多于编码区的结论一致。本研究为深入研究林麝基因组特征及筛选更多优良微卫星标记提供了基础数据。     

绿尾虹雉全基因组微卫星分布规律研究

分析了绿尾虹雉Lophophorus lhuysii全基因组中微卫星的数量和分布规律,并对外显子中含有微卫星的基因进行了注释分析。结果显示,在绿尾虹雉1. 01 Gb的全基因组中,1～6个碱基重复类型的完美型微卫星序列共292 430个,总长度5 465 549 bp,相对丰度为290. 47个/Mb,占全基因组的0. 54%,序列长度主要为10～43 bp。不同类型的微卫星中,单碱基重复类型数量最多,长度为3 535 260 bp,占71. 75%,其次是四碱基(611 568 bp,9. 99%)、二碱基(376 944 bp,7. 07%)、三碱基(335 742 bp,6. 38%)、五碱基(500 615 bp,3. 93%)和六碱基(105 420 bp,0. 88%)重复类型。在绿尾虹雉全基因组中,数目最多的10种优势微卫星分别是:A、C、AAAC、AT、AAAT、AC、AAT、AAC、AG、AAAAC,共计占90. 20%,表现出明显A偏倚。分布于外显子的微卫星有2 816个,内含子的有101 791个,基因间区的有187 823个。外显子的微卫星分布于1 314个编码基因中。GO注释分析发现,这些编码基因主要与细胞组分有关,富集前10的条目主要与代谢、转录和合成过程有关。KEGG富集最显著的通路是黏着连接通路。位于外显子的微卫星移码突变可能会造成基因突变,进而可能会影响绿尾虹雉对环境信号的处理。本研究为绿尾虹雉的微卫星筛选和进一步的遗传多样性、功能研究提供了数据基础,从分子角度为绿尾虹雉的保护提供了基础信息。     

蜜蜂全基因组中微卫星的丰度及其分布

查找出蜜蜂基因组中由1～6个碱基重复单元组成的简单序列重复,分析蜜蜂基因组中微卫星的分布频率,并比较其在各染色体中的分布频率。微卫星在蜜蜂基因组中的分布频率为1/0·804kb,其中二碱基重复序列占26·86%,是最丰富的重复单元,而六、一、三、四、五碱基重复单元序列分别占24·74%,22·19%,13·65%,10·98%,2·59%。同时发现富含A和T碱基的微卫星占主导地位,富含G和C碱基的微卫星数量较少。第4,1,3条染色体微卫星分布频率较高,而第11,14,12条染色体微卫星分布频率较低。     

蚊子全基因组中微卫星的丰度及其分布

微卫星是近年大力开发的一种遗传标记,为推进按蚊遗传学相关研究,对按蚊全基因组中由 1~6 个碱基重复单元组成的简单序列重复 ( 微卫星 ) 进行了分析 . 进而对其微卫星的丰度和分布进行了比较分析,也比较了染色体各个区域 ( 外显子、内含子和基因间隔区 ) 之间的分布差异 . 微卫星在按蚊基因组中的比例约占 2.14% ,其中 X 染色体拥有微卫星的密度最大 . 对按蚊基因组中微卫星丰度而言, A 碱基和 C 碱基重复在基因组中丰度相似, AC 单元的丰度是 AG 单元的两倍多,然而 AT 和 CG 单元非常稀少;对于三四碱基而言, AGC, AAAC 和 AAAT 单元最为丰富, ACG, ACT, AGG, CCG, ATGC, CCCG, ACTG, AACT, ACGT, AGAT, CCGG, ACCT 和 AGCT 单元等均很稀少,而一些五碱基重复,在某条甚至某几条染色体中均未分布 . 除两碱基重复单元在 2L 的外显子区域丰度较高外,其他重复单元均在内含子和基因间隔区丰富 . 进一步分析显示,微卫星在每条染色体两臂的丰度和分布存在着很多的相似性 .     

中华按蚊全基因组微卫星的鉴定、特征及分布规律

【目的】中华按蚊Anopheles sinensis是我国及东南亚重要的传疟媒介。本研究在全基因组上鉴定和分析中华按蚊微卫星并注释微卫星相关基因的功能,为遗传分子标记的筛选提供依据,也为昆虫微卫星比较基因组学进一步研究提供基础。【方法】用MISA程序鉴定中华按蚊基因组微卫星;用Excel 2010统计微卫星长度,结合微卫星序列信息编写Perl脚本计算微卫星碱基含量;结合微卫星位置信息编写Perl脚本定位微卫星出现的基因区域,并对基因区的微卫星进行GO功能注释;运用WEGO比较中华按蚊和冈比亚按蚊An.gambiae含微卫星相关基因功能注释。【结果】共鉴定出105 981个微卫星,出现的密度是365.5个/Mb。其中100 391个(94.7%)微卫星是完整型微卫星,其余5 590个(5.3%)是复合型微卫星。单碱基微卫星最为丰富,共58 837个,占总微卫星数量的55.5%,其余依次是二碱基(30 345个,占28.6%)、三碱基(15 104个,占14.3%)、四碱基(1 530个,占1.4%)、五碱基(121个,占0.1%)和六碱基(44个,少于0.1%)微卫星。(A)n为最主要的微卫星,其次是(AC)n,(AG)n,(C)n,(AGC)n,(ATC)n,(ACG)n和(ACC)n,数量都在2 000个以上。中华按蚊基因组微卫星长度以10~20 bp为主(87.1%)。这些微卫星的AT含量(63%)明显高于GC含量(37%),仅三碱基微卫星的GC含量(53%)略高于AT含量(47%)。90 632个微卫星(85%)分布在基因间区,15 349个(15%)微卫星分布在基因区。在基因区,2 782个(3%)微卫星分布在外显子区,12 567个(12%)分布在内含子区。GO注释比较中华按蚊和冈比亚按蚊含微卫星的基因,发现这两个物种各小类基因所占总基因数的百分比基本一致,但电子传递类(electron carrier)基因在中华按蚊所占百分比(0.9%)明显高于冈比亚按蚊(0.1%)。【结论】这是蚊虫中首个在全基因组上系统的微卫星研究工作,为进一步通过微卫星作为分子标记开展中华按蚊种群遗传学、遗传变异、功能基因的遗传定位和调控机制研究奠定了基础,也为昆虫微卫星的多样性和进化研究积累了科学素材。     

大蹄蝠全基因组微卫星分布特征分析

脊椎动物基因组含有丰富的微卫星信息。本研究对翼手目动物中的大蹄蝠全基因组及其基因的微卫星分布特征进行分析,并对含有微卫星编码序列的基因进行注释分析。结果表明,大蹄蝠全基因组大小为2.24 Gb,共含有497 883个微卫星,其中,数量和比例最多的是单碱基和二碱基重复类型,分别有173 953个(34.94%)和222 591个(44.71%),相对丰度分别为77.78 loci/Mb和99.52 loci/Mb。微卫星数量从单碱基重复到六碱基重复单元最多的类型分别为(A)n、(AC)n、(TAT)n、(TTTA)n、(AACAA)n和(TATCTA)n,比例分别为95.14%、55.25%、38.41%、22.17%、48.68%和20.30%。不同基因区和基因间区的数量及丰度不同,其中基因间区的微卫星数量及其丰度最大,分别为322 666个和2 541.57 loci/Mb,编码区的微卫星数量及其丰度最小,分别为1 461个和461.98 loci/Mb。基因间区和全基因组的微卫星的分布特征相似。编码区最多的微卫星类型为三碱基重复单元,外显子最多的微卫星类型为单碱基、二碱基和三碱基重...     

4种河鲀全基因组微卫星分布特征分析

本研究利用MISA软件对四种河鲀全基因组中的微卫星进行筛选并分析.结果如下:在红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)(391.49 Mb)、菊黄东方鲀(T.flavidus)(366.29 Mb)、双斑东方鲀(T.bimaculatus)(371.68 Mb)及黑青斑河鲀(Tetraodon nigroviridis)(342.40 Mb)全基因组中,分别筛选出142 885个、135 009个、147 549个和179 703个完整型微卫星.相对丰度分别为365个/Mb,369个/Mb,397个/Mb和525个/Mb.微卫星总长度分别为2 876 322 bp,2 689 710 bp,3 140 445 bp 和3 615 069 bp,分别占基因组序列总长度的0.73％,0.73％,0.84％和1.06％.在1～6个不同碱基重复类型完整型微卫星中,四种河鲀的6种碱基类型数目排序是一致的.均是单碱基重复数目最多,然后依次是二碱基、三碱基、四碱基、五碱基和六碱基.其中AC,A,C,AG,AGG,AT,AAT和AAC是四种河鲀共有的常见核心重复类别.东方鲀属(Takifugu)三种河鲀基因组微卫星分布特征极为相似,分析红鳍东方鲀和双斑东方鲀的遗传距离可能更为接近.鲀属(Tetraodon)黑青斑河鲀与其他三种东方鲀属河鲀除部分微卫星特征相似外,在微卫星总数、微卫星相对丰度和密度、部分碱基类型数目及类别方面和东方鲀属差距较大.这可能与两属鱼类地理分布及进行滑动复制的碱基组成有关,推测东方鲀属和鲀属基因组可能具有独特的进化机制.本研究为多种河鲀基因组特征分析、多种河鲀微卫星引物设计、不同属种河鲀遗传距离及亲缘关系的探究等奠定了基础.     

拟南芥叶绿体DNA全序列微卫星分布规律的分析

为进一步以拟南芥为模板,开发果树通用的叶绿体微卫星或称简单序列重复（chloroplast simple sequence repeat, cpSSR）引物,对拟南芥叶绿体DNA全序列cpSSR进行了统计分析.结果表明,拟南芥cpSSR以单碱基重复为主,占总数的78.6%,二碱基重复占总数的19%,三碱基重复占2.4%,三碱基以上重复为零.在单碱基重复中,又以A和T重复为主,占98.5%.二碱基重复全部为AT重复.单碱基重复中的纯粹重复41个,占总数的62.1%.间断重复数为23个,占总数的34.8%.复合重复数仅为2个.     

大鼠基因组微卫星分布特征分析

大鼠(Rattus norvegicus)是重要的生物模型动物,已被广泛应用于医学和药学研究。利用生物信息学方法对大鼠基因组外显子、基因间隔区以及内含子微卫星进行了搜索与分析,并对外显子微卫星所在的基因进行了定位,以及通过Blast2Go和KAAS程序进行功能分类注释。分析表明:(1)不同区域微卫星数量上,基因间隔区(1 104 149)内含子(806 024)外显子(4 665),外显子不同区域微卫星数量表现为CDS3'UTR5'UTR;(2)外显子中出现最多的重复拷贝类别是A,其次是AAG、AGC,三碱基和四碱基微卫星在外显子微卫星中最多,占56.7%;基因间隔区微卫星和内含子均以二碱基数量最多,两者出现最多重复拷贝类别均是AC,其次均是A、AG;(3)外显子区、基因间隔区和内含子区不同重复类型重复次数均以最小重复次数,微卫星数量最多;(4)外显子微卫星序列2 330条,位于1 203个基因上,GO注释表明涉及细胞成分(cellular component)占46.9%、生物过程(biological process)占39.3%和分子功能(molecular function)占13.8%;(5)KEGG通路分析表明,与人类疾病相关的基因最多(431),其次是参与机体系统相关的基因(387),和细胞过程相关基因最少(158)。本研究将为进一步分析大鼠微卫星功能及微卫星分子标记提供理论依据。     

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。     

6种鳞翅目昆虫全基因组SSR分布规律

为探明鳞翅目昆虫全基因组SSR分布规律,本研究利用MSDB v2.4软件和生物信息学方法搜索和提取了家蚕(Bombyx mori)、小菜蛾(Plutella xylostella)、菜粉蝶(Pie ris rap ae)、烟草天蛾(Manduca sexta)、棉铃虫(Helicoverpa armigera)和帝王蝶(Danaus plexippus)共6种鳞翅目昆虫全基因组完整型SSRs序列,对其分布规律进行比较分析.结果 表明,基因组最大的昆虫是烟草天蛾,达到419.42 MB,但SSR总数最多的是家蚕,其SSR标记相对丰富,有141311个,占基因组的0.61％,SSRs总数与基因组大小不成正比.纯微卫星(pure microsatellites,P-SSRs)在调查的6种昆虫的SSR类型中最丰富,均占总SSR的97％以上;家蚕和棉铃虫中单碱基-SSRs最为丰富,分别占全部碱基类型的51％和33％,帝王蝶中二碱基-SSRs最为丰富,占43％,小菜蛾、菜粉蝶、烟草天蛾中四碱基-SSR最为丰富,分别占31.56％、31.74％和28.72％,五、六碱基在所有昆虫SSR中含量都非常低;6种昆虫SSR重复类型碱基A-T总含量均比G-C含量高,A-T含量最高的物种为菜粉蝶,最低的是小菜蛾.各物种的优势碱基基序不同,6种昆虫一至四碱基重复类型的优势碱基序列较一致,五、六碱基的优势序列差异较大,说明碱基重复次数越高,稳定性及多态性越低.每种昆虫显示了物种特有的碱基类型丰度及优势碱基序列,这与物种的遗传特性、SSR的检索和分析条件及序列大小等因素有关.研究结果为鳞翅目昆虫的SSRs分子标记筛选和遗传分析提供参考数据.     

生物信息学分析方法I: 全基因组关联分析概述

全基因组关联分析(GWAS)是动植物复杂性状相关基因定位的常用手段。高通量基因分型技术的应用极大地推动了GWAS的发展。在植物中, 利用GWAS不仅能够以较高的分辨率在全基因组水平鉴定出各种自然群体特定性状相关的基因或区间, 而且可揭示表型变异的遗传架构全景图。目前, 人们利用GWAS分析方法已在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)和大豆(Glycine max)等模式植物和重要农作物品系中发掘出与各种性状显著相关的数量性状座位(QTL)及其候选基因位点, 阐明了这些性状的遗传基础, 并为揭示这些性状背后的分子机理提供候选基因, 也为作物高产优质品种的选育提供了理论依据。该文对GWAS的方法、影响因素及数据分析流程进行了详细描述, 以期为相关研究提供参考。     

大豆CHX基因家族全基因组鉴定与生物信息学分析

阳离子质子转运体(CHX, cation/H~+exchanger)基因家族属于CPA2 (cation proton antiporter 2)超家族基因,其N端有一个Na~+/H~+exchanger结构域,主要通过参与植物体内阳离子和质子的转运调控众多的生物学过程。本研究通过生物信息学手段,在全基因组水平上筛选鉴定出40个大豆CHX基因。染色体定位分析表明大豆CHX基因分布在19条不同的染色体上,进一步基因同线性分析表明大部分基因是通过基因复制而来;通过对其进行系统发生分析,将40个大豆CHX基因分为5个亚家族;通过对基因结构和保守基序分析表明各组内的基因在基因结构和保守基序上比较保守;利用大豆组织表达数据分析表明,CHX基因主要表达在花中。     

大熊猫和北极熊基因组微卫星分布特征比较分析

本研究比较分析了大熊猫和北极熊全基因组序列中的1~6碱基重复的完美型微卫星序列的分布特征,通过微卫星序列搜索和统计软件MSDB分析分别得到855 018和936 238个微卫星序列,其长度总和分别是14 919 240 bp和18 434 348 bp;分别占基因组大小的0.64%和0.79%,大熊猫和北极熊基因组总丰度分别是371.8个/Mb和405.6个/Mb,二者基因组中微卫星都是单碱基重复的最多,其次是二碱基、四碱基、三碱基和五碱基,六碱基重复类型的数量最少。大熊猫和北极熊含量最丰富的重复拷贝类别主要有A、AC、AG、AAAT、AAAG、AT和C等。本研究为后续开发和筛选大量高质量的熊科物种微卫星标记提供了数据支持。