翠竹及菲白竹LEA3同源基因的克隆及序列分析

竹类植物在中国有着非常悠久的栽培历史,并被广泛应用于园林、造林、庭院以及食品等行业。本研究以翠竹和菲白竹为材料提取其叶片总DNA,采用PCR方法获得翠竹SpLEA3基因与菲白竹SfLEA3-1、SfLEA3-2基因;其中SpLEA3全长804 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.4%;SfLEA3-1全长803 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.2%;SfLEA3-2全长557 bp,编码144个氨基酸,GC含量为67.8%。通过ProtParamy等生物软件分析,SpLEA3、SfLEA3-1和SfLEA3-2与贵州悬竹LEA3基因同源性高达61%以上,且3个基因编码蛋白均属于亲水性蛋白。源自2个竹种LEA3基因均包含一个完整的开放阅读框,其编码的氨基酸含有4~6个由11个氨基酸组成的保守基元序列。本研究不仅为深入了解竹类植物抗旱的分子机理研究提供了基础数据,也为竹类植物的抗旱育种后续研究提供了科学依据。     

牛支原体与无乳支原体的相似性比对分析

运用生物信息学方法对牛支原体(Mycoplasma bovis)和无乳支原体(Mycoplasma agalactiae)的相似性进行多重比对分析。使用Mega 7、Clustal a、Sibeilia等生物信息学软件对M.bovis与M.agalactiae的全基因组、16S rRNA、脂蛋白家族进行相似性比对分析。通过多重比对发现,M.bovis与M.agalactiae在全基因、16S rRNA、以及脂蛋白家族方面均表现出较高的相似性。     

ToCV和TYLCV复合侵染番茄后部分病毒基因序列分析及实时荧光定量PCR分析

番茄褪绿病毒病(ToCV)和番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)存在复合侵染的现象,其发病率逐年递增,成为一种新的威胁番茄产业的病毒病害。为了研究复合侵染样品中2种病毒的互作和基因变异情况,对天津番茄产区发生的TYLCV全基因组和ToCV的CP基因和HSP基因进行了克隆和序列分析。结果表明,与单独侵染样品进行比对,TYLCV的基因序列在复合侵染的样品中共有6处碱基发生了变异,分别为73位A→C、92位A→G、347位C→T、1 209位C→T、1 618位A→G、2 107位A→T,除73位和92位的变异未在编码区,其余的变异碱基均在ORF框内,其中1 209位为同义突变,其他均发生了错义突变。ToCV的CP基因有1处同义突变,ToCV的HSP基因共有4处碱基变异,其中826位由T→C和1 166位由G→A均为同义突变,1 395位和1 630位均由A→G,为错义突变。利用实时荧光定量PCR技术对单独侵染和复合侵染的番茄样品中TYLCV和ToCV病毒积累量进行分析。结果表明,在田间单独侵染和复合侵染的样品中, TYLCV的拷贝数差异不显著,ToCV的拷贝数在单独侵染和复合侵染的样品中差异也不显著。在复合侵染的样品中,TYLCV的拷贝数约为ToCV的262～436倍。     

非洲猪瘟病毒B646L基因序列分析及p72蛋白质结构与细胞抗原表位预测

为探究非洲猪瘟病毒B646L基因序列的碱基组成特点，及预测该基因所编码的p72蛋白质结构与细胞抗原表位，利用PCR技术对非洲猪瘟病毒B646L基因ORF框的序列进行扩增、测序及碱基组成分析；运用软件EXPASY、PRABI与SWISS-MODEL对p72蛋白质进行理化性质分析及二、三级结构预测；运用在线软件ABCpred Prediction、Scratch、IEDB和NetCTL对p72蛋白在B、T细胞的抗原表位进行预测。结果表明，非洲猪瘟病毒B646L基因ORF框序列全长为1 941 bp,其中，碱基A含量为26.9%,T含量为28.9%,G含量为24.2%及C含量为20.0%,A+T的含量为55.8%,G+C的含量为44.2%,AT含量显著高于GC含量；该序列共编码646个氨基酸，p72蛋白大小为76 ku;在整个p72蛋白分子的二、三级结构中，α-螺旋占19.35%,β-转角占5.42%,无规卷曲占50.15%,扩展链为25.08%,以无规卷曲为主要结构；该蛋白存在细胞质的概率最大，其次是细胞核，存在于线粒体、高尔基体和内质网的概率较低；p72蛋白B淋巴细胞优势抗原表位分别为1...     

16种微生物蛋白酶的生物信息学分析

蛋白酶(protease)是以降解蛋白质为主的糖苷酶,具有丰富的多样性,在生物有机体中发挥着重要而又广泛的作用,具有广泛的研究和应用价值。本研究采用ProtParam、ProtScale、SignalP 4.1 server和NPSA serve等生物信息学软件,对天蓝色链霉菌、普通拟杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等16种微生物蛋白酶的理化性质、蛋白结构、系统发生树和功能域等进行了分析。结果表明:通过分析16种微生物蛋白酶的稳定性发现,金黄色葡萄球菌、唾液链球菌、短小芽孢杆菌、绿脓杆菌为不稳定蛋白;二级结构由α螺旋、β转角、无规则卷曲和延伸链等结构元件组成;除了节杆菌属、无乳链霉菌、普通拟杆菌、肠杆菌属具有信号肽,其余蛋白酶氨基酸序列不具有信号肽的特点。可以推测出蛋白酶为非分泌性蛋白;只有绿脓杆菌和猪链球菌有跨膜结构,剩下其余几种微生物均没有跨膜结构。具有2个蛋白功能域,分别为Peptidase S8 familyi、Fn3_5like domain。     

“一分钟游程”构园法则的适用性研究

“一分钟游程”构园法则将人的视觉感受与园林组景共同考虑,以25~30 m作为组景转换的理想距离,对游路结构进行反复烘托与不断强化,从而形成柔和、丰富的“构景曲线”。选择南北方各具代表性的苏州沧浪亭和北京恭王府花园,分析其园林的景观布局,对比园林空间序列的“起”“承”“转”“合”间距。结果表明,“一分钟游程”构园法则在南方私家园林及北方皇家园林中同样适用,为今后的游线组织与组景布设提供了设计参考。     

番茄黄化曲叶病毒侵染危害海南番茄及其分子特征

[目的]明确引起海南三亚、东方和陵水番茄黄化曲叶病的病毒分子特征,为防控该病害提供科学依据.[方法]以2019年2月从海南三亚、东方和陵水采集的15份疑似番茄黄化曲叶病样本为材料,采用菜豆金色花叶病毒属病毒的通用简并引物AV494/CoPR对15份样本进行PCR检测,并对PCR检测为阳性的样本进行滚环扩增(RCA)及基因克隆,获得侵染海南三亚、陵水和东方番茄的病毒基因组全序列,进而在GenBank数据库BLASTh程序进行相似性比对,利用SDT 1.2的MUSCLE alignment进行序列相似性比较分析,采用MEGA 6.0的邻接法(Neighbor-joining,NJ)构建系统发育进化树,明确所获得病毒分离物与已报道分离物的亲缘关系.[结果]获得侵染海南三亚、陵水和东方番茄的3个番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)分离物基因组全序列,其大小均为2781 nt,编码6个开放阅读框(ORF),其中病毒链上AV1和AV2基因,互补链上AC1、AC2、AC3和AC4基因.相似性比对分析结果表明,TYLCV海南分离物与墨西哥和美国分离物的相似性在99.0%以上,与来自我国不同省(市)的14个TYLCV分离物的相似性在98.0%以上.系统发育进化分析显示,海南三亚、陵水和东方3个分离物与墨西哥、美国及我国北京和江苏分离物聚集在一个小分支,进一步与来自我国其他12个省(市)、韩国、哥斯达黎加和澳大利亚的分离物形成一个分支.[结论]侵染海南番茄的TYLCV可能来自我国大陆的番茄等种苗和烟粉虱带毒传入,也有可能来自墨西哥和美国等其他国家.     

基于LSTM的活立木茎干水分缺失数据填补方法

【目的】研究植物茎体水分数据,针对相同数据段上的缺失数据,对比不同数据填补方法,验证LSTM模型填补茎干水分数据的有效性及准确性。【方法】选取2017年6月份栽种在北京市海淀区的紫薇树茎体水分完整数据,人工删去部分数据作为缺失数据,分别使用插值方法、RNN神经网络、LSTM神经网络对缺失部分进行填补,填补结果与原始数据比对并分析结果。基于神经网络预测值误差随预测时刻推后而增大的误差分布情况,本文提出了在神经网络预测值基础上加入对数据后期处理的方法:从缺失数据的正向和反向进行预测,将2个方向的预测值各自乘以一组按照预测时刻递减的权重值并相加,结合2个预测方向的优势,进一步提高预测准确度。【结果】3种方法中,RNN与LSTM神经网络方法较传统的插值方法优势明显:插值方法准确度在缺失值增多时迅速下降;神经网络方法下降速度较慢。当填补值与真实值误差在2%以内作为准确时,插值方法的填补准确率不足50%,RNN方法达到50%且不足60%,LSTM方法达到80%以上;当填补值与真实值误差在4%以内作为准确时,插值方法填补准确率为60%,RNN方法准确度最高达到90%,LSTM方法准确率在95%以上。在此基础上加入权重处理,对LSTM预测结果处理后误差在2%以内准确率达到97%,误差在3%以内准确率达到100%。选取一组测试数据代入模型,预测结果比训练数据预测结果精度有所下降,但双向预测方式优势更加明显。【结论】采用基于LSTM模型的双向综合预测法,可显著减小长期预测中的累计误差对预测结果的影响,提升了预测数据的准确度。与其他两类数据填补方法相比,基于LSTM神经网络的数据填补方法在长期缺失的时间序列数据填补上有较大优势。