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。     

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。     

美味牛肝菌全基因组SSR位点的分布规律研究

研究利用生物信息学方法对美味牛肝菌全基因组中的SSR位点进行了统计分析,并与其他3种担子菌基因组(灰盖鬼伞、裂褶菌、糙皮侧耳)进行了比较。结果表明,在美味牛肝菌基因组中存在2 732个SSR位点,SSR间的平均距离为17.1kb。73.02%的SSR位点分布在基因组中的非编码区,并以单核苷酸和三核苷酸重复类型为主。分布于5?或3?非编译区的SSR的相对丰度最高,为86个/Mb,而分布于编码序列的SSR相对丰度最低,为31个/Mb。同时,高通量筛选出41个长SSR位点设计引物并通过e-PCR进行了验证。最后通过与其他3种担子菌基因组相比,发现SSR数量与基因组大小无关,SSR类型都以短重复类型(单核苷酸至三核苷酸)为主,比较发现美味牛肝菌基因组中的SSR位点数量相对较多,密度也较高。     

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...     

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。     

禾本科植物微卫星序列的特征分析和比较

微卫星或简单序列重复(simple sequence repeats,SSRs)广泛存在于真核生物的基因组中,是目前最有用的分子标记之一.本研究首次利用全基因序列对4个禾本科植物种,包括二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、水稻(Oryza sativa)、高粱(Sorghum bicolor)和玉米(Zea mays)的SSR的类型、丰度(数量)、相对丰度、频率、长度和偏好性等进行了分析和比较.结果表明,禾本科植物中SSR的丰度与基因组大小成正比,而相对丰度与基因组大小相关不显著;三核苷酸和六核苷酸基序类型比其它类型更为丰富;不同物种皆呈现出明显的基序偏好性.总的来讲,除个别例外,禾本科植物的基因组中更倾向于富含A/T的基序.本研究结果为研究禾本科植物的基因组进化和SSR标记的开发提供了有价值的信息.     

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％）。     

乙型肝炎病毒B2和C2亚型中SSRs的比较分析

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)属于嗜肝DNA病毒科(hepadnaviridae),它分布在世界各地并严重危害人类的健康。本文从NCBI的GenBank中下载了106条B2亚型和130条C2亚型的基因组全长序列,以下载的数据为材料,分析简单重复序列(simple sequence repeats,SSRs)在B2和C2亚型基因组序列中的分布情况。结果显示,简单重复序列的重复次数比较少;二型简单重复序列在研究的五种简单重复序列类型中占绝对优势;这可能与B2和C2亚型基因组序列有较高的突变率有关。同时还发现最普遍的SSRs、序列间SSRs的平均相对丰度和平均相对密度在B2和C2亚型中分布情况相似。     

牛科动物基因组GC含量与微卫星含量的相关性分析

GC含量是基因组核酸序列组成的重要特征,其含量的变化与所在基因的起源、进化和功能变异等密切相关。本研究从共享数据库获取牛、绵羊和山羊各条染色体序列,搜索和统计其染色体序列GC含量,并与染色体序列微卫星(simple sequence repeats,SSRs)数量、丰度和密度等变量进行相关性分析。结果表明,牛科同物种不同染色体序列GC含量具有显著差异(t-test,p0.05),而不同物种(牛,绵羊和山羊)染色体序列GC含量相互比较无显著差异(t-test,p0.05)。牛和山羊染色体序列GC含量分布基本一致,它们GC含量最多的均是25号染色体,其次是19号和18号染色体,最少的是6号染色体。绵羊GC含量最多的是24号染色体,其次是11号和14号染色体,最少的也是6号染色体。通过Kendall's tau-b和Spearman's rho检验表明,牛、绵羊和山羊不同染色体序列SSRs数量与染色体序列长度呈高度正相关(p0.01),而与其染色体上GC含量呈中度负相关(p0.01)。牛、绵羊和山羊不同染色体上SSRs丰度和密度与其染色体序列GC含量呈负相关(p0.05),而与其染色体序列长度无相关性(p0.05)。     

假眼小绿叶蝉微卫星位点的生物信息学分析

【目的】为开发假眼小绿叶蝉Empoasca vitis分子标记,采用高通量测序技术对假眼小绿叶蝉DNA进行了测序与分析。【方法】本研究基于Illumina Hi Seq测序技术,构建了PE文库(~400bp),对获得的测序数据利用生物信息学分析手段完成全基因组扫描,并进一步使用MISA分析鉴定基因组序列中出现的微卫星序列(SSR)。针对微卫星序列共设计10对引物,并使用3步法进行引物多态性筛选。【结果】共计检测Scaffold数量为183 194条,其中包含SSR的Scaffold共计1 545条,共计筛选出1 569个SSR位点。在假眼小绿叶蝉的微卫星中,共包括87种重复基元类型,二核苷酸与三核苷酸重复序列为主要重复类型,分别占SSRs总数的70.26%和27.84%;二核苷酸重复基元CA/TG和三核苷酸重复基元AAT/ATT是优势重复基元,分别占SSRs总数的33.96%和5.86%。在设计的10对引物中,5对具有多态性,在8个假眼小绿叶蝉个体中共发现16个等位基因。【结论】结果说明假眼小绿叶蝉SSR位点在多态性方面具有极大的可开发性,具有多态性的SSR位点可对假眼小绿叶蝉种群间的分化,种群间的扩散机理和途径及影响因素等问题提供分子视角。     

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。     

核盘菌和灰葡萄孢基因组中的简单重复序列分析

利用公共的真菌基因组数据库资源, 对核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）和灰葡萄孢（Botrytis cinerea）基因组中SSRs的结构类型、分布、丰度及最长序列等进行了系统分析, 并与已经研究过的禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）, 稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）和黑粉菌（Ustilago maydis）等几种植物病原真菌基因组中的SSRs进行了比较。结果表明: 核盘菌和灰葡萄孢基因组中的SSRs非常丰富, 分别为6 539和8 627个, 并且在结构类型和分布规律上具有一定的相似性; 与其他几种病原真菌相比, 核盘菌和灰葡萄孢基因组中长重复的四、五、六核苷酸基序更为丰富, 从而使得这两种真菌具有更高的变异性。同时, 我们发现真菌基因组中SSRs的丰度与基因组的大小及GC含量没有必然的关系。文章对核盘菌和灰葡萄孢基因组中SSRs的丰度、出现频率及最长基序的分析为快速、便捷地设计多态性丰富的SSRs引物提供了有益的信息。     

串联重复序列在琴叶拟南芥基因组中的特征探究

串联重复序列广泛存在于真核生物的基因组中,它通过影响染色质的空间结构及基因表达从而影响生物的遗传与进化.本研究以琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)基因组为材料,分析了1～50 bp重复单元的串联重复序列特征.研究发现串联重复序列在基因的5'UTR和启动子区域密度最高(8757 bp/Mb,8430 bp/Mb),而编码区CDS的密度最低(2406 bp/Mb).基因组中重复模体最高的为单核苷酸重复的T/A碱基,5'UTR中包含大量的二核苷酸重复模体,而在CDS中主要是三核酸重复模体.串联重复序列特征在琴叶拟南芥基因组不同区域的差别,显示其与基因表达和调控功能相适应.本研究深入探讨了串联重复序列在植物基因组中的特征及作用,为重复序列调控基因表达及植物基因组进化提供借鉴.     

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.     

牦牛Myf-5基因的克隆测序及其系统进化研究

本研究对牦牛(九龙牦牛)的生肌决定因子5(Myf-5)基因进行了T-A克隆测序和分析,并与多个物种的相应基因编码区核苷酸序列、氨基酸序列进行了比对分析,构建了物种间的系统进化树.结果 表明:①牦牛的Myf-5基因大小为3313 bp,由3个外显子和2个内含子组成,与普通牛等9个物种比较,在基因大小上有较大的差异,但外显子和内含子的组成一致.②牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛、人、恒河猴、黑猩猩、狗、家鼠、软体贝壳、鸡、斑马鱼等物种间Myf-5基因编码区的核苷酸序列同源性较高,其中,牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛间的同源性最高,达98.4%以上,说明Myf-5基因编码区核苷酸序列在动物物种间具有较高的保守性.③牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛、黑猩猩、恒河猴、人、狗、家鼠、软体贝壳、鸡、斑马鱼等物种间Myf-5基因编码蛋白的氨基酸序列具有较高的同源性,保守性强,这一结果与编码区核苷酸序列的比对结果基本一致.④根据核苷酸序列,用NJ法构建的牦牛、大额牛、瘤牛、水牛、普通牛、人、恒河猴、黑猩猩、狗、家鼠、软体贝壳、鸡、斑马鱼等13个物种的分子系统进化树显示:牦牛、普通牛、瘤牛、水牛和大额牛在较近的亲缘关系下聚为一大类,人、黑猩猩和恒河猴聚为另一大类,然后这两类再和其他物种相聚.这一分类结果与各物种的动物学分类结果和血液蛋白、mtDNA水平上的聚类结果基本一致,支持牦牛、普通牛和瘤牛3个物种间不应该是属间或亚属间关系,而应是同一属下的不同种,将牦牛、普通牛和瘤牛划分在同一个属--牛属(Bos),而将水牛划分在另一个单独的属的观点.同时也显示该基因序列适合用于动物学分类.     

甘薯与牵牛EST资源的SSR信息分析

为挖掘番薯（Ipomoea）属EST-SSR资源,从NCBI数据库下载23406条甘薯（Ipomoea batatas (L.) Lam.）EST和62282条牵牛（Ipomoea nil (L.) Roth）EST,利用生物信息学软件预处理、去冗余、拼接处理后得到12812条无冗余的甘薯EST（6.70 Mb）和28422条牵牛唯一序列（17.19 Mb）。对这些序列进行SSR搜索,在甘薯上获得328个SSR位点,发生频率为2.56%;牵牛上筛选到962个SSR位点,出现频率为3.38%。甘薯和牵牛EST-SSR具有多个共同特征：在SSR位点中,主要是二核苷酸重复类型,其次是三核苷酸重复;在二核苷酸重复中,出现最多的重复基序为AG/CT,其次是AT/AT;在三核苷酸重复中,主要基序是AAG/CCT;SSR位点的长度主要集中在20~22 bp。结果表明,这些搜索出的EST-SSR重复基序类型丰富、多态性潜能高,具有较高的开发和利用价值。     

云芝全基因组SSR位点分布及比较分析

本研究采用生物信息学方法统计分析了云芝基因组中SSR位点的数量、分布及频率等信息,对云芝基因组中含SSR的基因进行了功能注释,与其他5种伞菌纲真菌(双孢蘑菇、黑管孔菌、红缘拟层孔菌、金针菇和鲜红密孔菌)基因组进行了比较。结果发现云芝基因组中共有1 224个SSR位点,相对丰度为27个/Mb,三核苷酸重复类型分布最频繁。其中编码基因序列中包含299个SSR,仅次于基因间区,但是在非编译区、基因间区和内含子中SSR分布更加频繁。通过与nr数据库比对,485个含SSR的基因获得注释,其中115个基因通过GO注释到分子功能、生物进程及细胞组分3类中,108个基因通过KEGG注释到新陈代谢、遗传信息处理、细胞过程和环境信息处理4类中。设计58对引物主要用于物种鉴定,另外23对引物主要用于活性物质代谢研究和辅助育种。与其他伞菌纲真菌相比,云芝所含SSR的数量及相对丰度较低,并证明SSR数量与基因组大小无关,而某些特定的重复类型与GC含量有关。本研究为云芝的种群遗传学及进化研究奠定了理论基础。     

柑橘衰退病毒基因组的简单重复序列分布分析

柑橘衰退病毒（Citrus tristeza virus,CTV）属于长线性病毒科（Closteroviridae）,是目前已知植物病毒中基因组最大的病毒,其引起的柑橘衰退病对全世界的柑橘产业造成着严重影响。本文以在GenBank登录的32条全长CTV基因组序列为材料,分析简单重复序列（Simple Sequence Repeats,SSRs）在其基因组序列中的分布情况。研究结果显示,在所有的CTV基因组中均有SSRs的分布,SSRs重复次数较少,二型SSRs占主导地位,未在CTV基因组序列中发现五型和六型SSRs。在32条基因组全长序列中仅在5条序列中发现四型SSRs。这是首次以柑橘病毒为材料进行的SSRs分析研究。     

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。     

甲型流感病毒HA基因的简单重复序列分布分析

以GenBank公开的甲型流感病毒亚型的血凝素(hemagglutinin,HA)核苷酸序列为材料,从简单重复序列(simple se-quence repeat,SSR)分布的分析角度出发,分析了来自于亚洲、非洲、北美洲、南美洲、欧洲、大洋洲的49个地区的76株甲流病毒的HA片段。分析表明:所分析序列的SSRs的分布都很相似,其中单碱基重复的相对丰度值和相对密度值均高于其它五种碱基重复的相对丰度值和相对密度值;甲流病毒HA片段的SSRs与HIV-1[16]基因中的SSRs相比,前者的相对丰度值和相对密度值高于后者。这些结果表明甲流病毒基因中的SSRs可能与甲流病毒的快速变异相关。