两种类型黄瓜花叶病毒卫星RNA的序列、结构以及对辅助病毒的致病性调控分析

黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)卫星RNA(satellite RNA,satRNA)通常影响CMV的致病性。本研究设计了检测satCMV的简并引物,通过RT-PCR从山东省泰安市3种自然发病寄主中检测到satCMV,发现了两类长度有明显差异的satCMV:白菜与萝卜中克隆的satCMV为339个核苷酸,二者的核苷酸一致率为99.41%;烟草中克隆的satCMV为383个核苷酸,与白菜和萝卜中satCMV的核苷酸序列一致率均为71.06%。系统进化分析表明这两类长度有明显差异的satCMV亲缘关系较远。两种类型的satCMV与CMV-Fny混合接种对CMV致病症状的调控存在明显差异。利用m Fold软件分析了两类不同长度的CMV卫星RNA基因组及其互补链的RNA结构特征,表明两类sat CMV与CMV互作的活跃度以及核心结构域存在差异。两类satCMV全基因组的克隆以及结构分析为研究不同类型satCMV与CMV的互作及其对CMV致病性的影响奠定了基础。     

基于自适应差分进化算法的水稻物候期预测模型参数自动校正

进化算法在作物模型参数校准领域已有广泛应用。由于作物模型的结构包括多组常微分方程,具有非线性、不连续、多峰值特点,因此针对作物模型特点选择合适的进化算法尤为重要。同时,进化算法自身参数对算法性能有较大影响,这些参数选择往往靠经验得出,增加了优化算法在模型参数校准过程中的不确定性。该文针对进化算法应用到作物物候期模型参数校准过程中存在着算法选择和算法参数不确定性问题,以水稻RiceGrow物候期模型为应用对象,分析比较了3类进化算法应用的精度、收敛速度以及稳定鲁棒性。比较的进化算法包括差分进化系列算法（标准差分进化算法和自适应控制参数改进差分进化算法）,协同进化遗传算法系列（个体优势遗传算法、M-精英协同进化算法）以及粒子群算法系列（标准粒子群算法、基于自主学习和精英群的多子群粒子群算法）。研究利用武育粳、雪花粘等5个品种在江苏宜兴、兴化和广东高要等不同生态点的多年田间试验资料展开量化分析。结果表明：1）利用自适应控制参数改进差分进化算法校准水稻物候期模型的品种参数准确性较高,算法自身参数易于确定。物候期模型校准以后在拔节期、抽穗期、成熟期的RMSE为1.7～4.6 d、NRMSE为1.8%～5.8%、MAD 为 1.4～3.3 d、R2为 0.977～0.997,比GA系列平均分别小0.634 d、0.608%、0.453 d、0.09%,比PSO系列平均小1.399 d、1.35%、1.039 d、0.23%。 2）自适应控制参数改进差分进化算法在水稻物候期模型参数校准问题上表现出良好的收敛速度及稳定鲁棒性。重复校准试验100次的目标函数标准偏差趋近于0,每次校准得到的品种参数值标准偏差较其他算法最小。在达到同样精准度的情况下,比标准差分算法收敛速度平均快117代,适用于实际应用实践。     

贵州烟田马铃薯Y病毒优势株系全序列克隆及系统进化分析

为了解马铃薯Y病毒在贵州烟田的发生和流行规律,对2013—2015年采集到的贵州省多个烟区呈现典型茎脉坏死症状的疑似受马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)侵染的烟草样品进行单斑分离和病毒鉴定,并以现有PVY序列信息为参考,设计了4对PVY特异引物,经过RT-PCR扩增、T载体连接、序列测定以及序列拼接,并利用MEGA软件进行系统进化分析。结果发现PVY福泉分离物(PVY Fuquan isolate,PVY-FQ)和PVY大方分离物(PVY Dafang isolate,PVY-DF)为优势株系并获得了PVY-FQ和PVY-DF的全基因组序列。PVY FQ整条基因组由9 699个碱基组成,编码多聚蛋白的开放阅读框位于第188~9 373nt;PVY DF整条基因组由9 706个碱基组成,编码多聚蛋白的开放阅读框位于第190~9 375nt。2条序列的基本特征与已报道PVY基因组一致。对PVY-FQ和PVY-DF全序列与已报道PVY序列进行系统进化分析发现,PVY-FQ与PVY NTN株系具有较高的亲缘关系,而PVY-DF与PVYN具有较高亲缘关系。     

产业链整合视角下大蒜产业信息生态链的演进机理研究

大数据时代,信息管理是缓解我国各产业产品市场价格波动的根本途径。在已有信息生态链研究的基础上,从产业链横向、纵向整合的角度,首次提出大蒜产业信息生态链的概念,认为构建信息生态链是优化大蒜产业整合路径的有效方式。依据进化博弈理论和方法,依次构造大蒜种植商、经销商以及政府监管部门之间的对称和非对称进化博弈模型,分析其博弈演化过程,并判断各自的进化稳定策略。研究表明,降低信息生态链的参与成本、增加信息披露的超额效用,以及强化政府监管部门的惩罚力度,将会加快大蒜产业链的信息流转,促进大蒜产业信息生态的高效运行,对大蒜产业的健康发展具有重要现实意义。     

棉花WRKY转录因子家族成员的鉴定和生物信息学分析

WRKY转录因子家族在植物抵御各种生物、非生物胁迫反应和生长发育调控中扮演着重要角色。利用生物信息学方法鉴定和分析棉花A基因组WRKY转录因子,共鉴定得到109个候选WRKY基因,编码区全长474~3 528 bp,基因分布在棉花13条染色体上。依据WRKY家族基因的保守结构域和系统进化关系,将其划分为3个大组:G1组、G2组和G3组。G1组WRKY基因包括21个成员,其中18个含有两个WRKY域;G2组有73个成员,可进一步分为G2-a、G2-b、G2-c、G2-d和G2-e五个亚类;G3组WRKY基因包括15个成员。同组的WRKY成员保守域的氨基酸构成大体相似,但也存在WRKYGQK多肽和锌指结构的变异,不同组成员的氨基酸保守域组成特异。拟南芥和棉花WRKY基因的系统进化树表明,功能相似的基因聚在一起,暗示和拟南芥抗逆功能基因聚类在一起Ga WRKY可能参与棉花抵御逆境胁迫反应,为进一步发现和挖掘棉花WRKY基因的功能奠定理论基础。     

探究混合文化进化群智能算法及其运用

混合文化进化群智能算法是一种起源于生物仿生学,并结合生物的智能行为和规律,完成对其的模拟和分析,是一种较为有效的新型算法,具有较高的应用价值和实践价值。本文就混合文化进化智能算法展开探讨,结合相关实例,对其应用进行阐述,进一步完善进化群智能算法,发挥混合文化进化群智能算法的功能性,促进算法收敛的速度与寻优的性能,进而有效的对相关实际问题进行更好处理。     

慢性蜜蜂麻痹病毒中国株RNA1序列克隆及进化分析

慢性麻痹病是成蜂中的一种传染性疾病,患病蜜蜂呈现一些神经性行为如颤抖、爬行,能引起两种不同的症状,可导致蜜蜂体表发黑光亮无毛或腹部膨大。该病的病原体是慢性蜜蜂麻痹病毒(Chronic bee paralysis virus,以下简称CBPV),对其致病性起决定性作用的是RNA依赖RNA聚合酶(RdRp),而RdRp位于CBPV基因组的RNA1片段上。为了深入理解CBPV的感染特点及致病机理,本文克隆中国北京株CBPV RNA1的全基因组序列并对其进行了遗传进化分析,为深入开展病毒研究提供信息数据。     

牛源产志贺毒素大肠杆菌分离株的毒力基因分布和遗传进化分析

为了探讨牛源产志贺毒素大肠杆菌（Shiga toxin-producing Escherichia coli,STEC）分离株在毒力基因分布和遗传进化方面与人源EHEC O157菌株之间的关系,本试验选择收集来自江苏某奶牛场的STEC菌株18株以及人源、羊源、猪源、禽源STEC参考菌株9株,参照美国疾病预防控制中心PulseNet推荐的方法,运用XbaⅠ酶进行酶切并完成脉冲肠凝胶电泳（PFGE）分型和聚类分析;同时对部分STEC菌株进行毒力基因检测。结果表明,经毒力基因检测,不同来源的O157菌株毒力基因分布不尽相同,其中牛源STEC O157与参考株EHEC O157∶H7（EDL933W）的基因排谱最为相近;牛源STEC O18和O26的基因排谱与参考株EHEC O157∶H7（EDL933W）类似,但存在部分基因的缺失。对27株不同来源的STEC分离株进行PFGE,产生了22种不同的酶切图谱。总体来看,不同来源的STEC Dice相似性系数在72%~100%之间。牛源O157分离株与猪源及禽源O157菌株的相似度偏低,而与两株人源O157分离株的相似度偏高,Dice相似性系数在83%~95%之间,牛源O26（克隆群Ⅶ、Ⅷ）与人源O157的相似性系数 > 82%。显然,从牛群中分离到的部分STEC菌株与人源EHEC O157具有较近的遗传进化关系。     

马铃薯Y病毒科分子进化研究进展

马铃薯Y病毒科Potyviridae包括许多重要的植物病毒。本文综述了近年来该科马铃薯Y病毒属Potyvirus、甘薯病毒属Ipomovirus和禾草病毒属Poacevirus内20余种病毒的分子进化研究现状,从突变、重组、漂移、选择和迁移5个方面探讨了影响该科一些病毒分子进化的因素,并展望了未来的研究方向,以期为该科病毒的有效防控提供理论依据。     

大豆NUDX基因家族全基因组分析

【目的】利用大豆基因组Wm82.a2.v1,以拟南芥NUDX基因序列作为参考,通过全基因扫描,在大豆基因组中鉴定大豆NUDX基因家族。【方法】通过比对不同植物NUDXs蛋白序列,分析其保守结构特征,并采用模式匹配的方法分析大豆中具有相同结构的蛋白。利用ProtParam、TargetP1和WoLF-PSORT在线程序,分析候选基因编码蛋白质的亚细胞定位,根据多序列比对结果,利用MEGA5.1进行系统进化分析,最终根据大豆转录组数据对上述挖掘到的基因的表达模式进行分析。【结果】在大豆基因组中共找到69个推定的NUDX基因,分布于20条染色体上,其中56个具有单nudix水解酶结构域。对这69个基因的系统进化分析表明,大部分的GmNUDXs具有2个拷贝,且在大豆基因组上成对出现,这反映出了古老的基因组复制事件。对69个基因的表达分析表明,GmNUDXs在大豆中的表达不具有组织特异性,但表现出了明显的丰度变化:69个基因中:24个基因具有高表达丰度,26个基因具有中等表达丰度,10个基因具有较低表达丰度,9个没有发现表达序列,表明这9个基因可能为假基因。【结论】从大豆基因组数据库中挖掘到69个GmNUDXs,分布于大豆的20条染色体上,在大豆中可能具有多种功能。