Large-scale and automated DNA sequence determination

DNA sequence analysis is a multistage process that includes the preparation of DNA, its fragmentation and base analysis, and the interpretation of the resulting sequence information. New technological advances have led to the automation of certain steps in this process and have raised the possibility of large-scale DNA sequencing efforts in the near future [for example, 1 million base pairs (Mb) per year]. New sequencing methodologies, fully automated instrumentation, and improvements in sequencing-related computational resources may render genome-size sequencing projects (100 Mb or larger) feasible during the next 5 to 10 years.     

菊薯中3种硫代磷酸酯类有机磷农药残留量的快速测定

应用超分子印迹微球与逆基质固相分散加速溶剂萃取,采用气相色谱质谱(GC-MS)检测方法测定菊薯中3种硫代磷酸酯类有机磷农药(毒死蜱、喹硫磷和甲基立枯磷)残留量。以甲基立枯磷为模板分子制备对3种农药有特异性识别的分子印迹微球聚合物,然后作为固相分散剂进行加速溶剂萃取,再以气相色谱质谱法测定菊薯中3种农药的残留量,质谱条件为电子轰击离子源正离子选择离子监测模式。结果表明:3种农药的线性范围均为0.01~2.50μg/mL,相关系数为0.998 7~0.999 6;3种农药的检出限范围为0.174~0.526μg/kg,相对标准偏差为2.3%~9.9%,回收率为79.8%~104.5%。     

Comment on "Widespread RNA and DNA sequence differences in the human transcriptome"

Li et al. (Research Articles, 1 July 2011, p. 53; published online 19 May 2011) reported large numbers of differences between DNA and messenger RNA in human cells, indicating unprecedented levels of RNA editing, and including sequence changes not produced by any of the known RNA editing mechanisms. However, common sources of systematic errors in high-throughput sequencing technology, which were not properly accounted for in this study, explain most of the claimed differences.     

The chemistry of self-splicing RNA and RNA enzymes

Proteins are not the only catalysts of cellular reactions; there is a growing list of RNA molecules that catalyze RNA cleavage and joining reactions. The chemical mechanisms of RNA-catalyzed reactions are discussed with emphasis on the self-splicing ribosomal RNA precursor of Tetrahymena and the enzymatic activities of its intervening sequence RNA. Wherever appropriate, catalysis by RNA is compared to catalysis by protein enzymes.     

基于Fisher判别法的一种DNA序列分类方法

针对DNA序列分类的分属问题,提出采用Fisher判别法进行分类。根据氨基酸分子的性质,构建DNA序列对应的特征向量空间,然后对训练集中的A、B两类DNA序列提取特征,建立Fisher判别函数。应用该判别函数对测试集中的182个DNA序列进行分类实验,结果表明该方法具有很好的分类准确度。     

基于支持向量机的DNA序列分类系统的设计与实现

针对传统统计方法进行DNA序列分类时要求DNA序列样本的概率分布函数已知，但多数情况下概率分布函数未知这一问题，采用支持向量机这一新的机器学习方法对DNA序列进行分类；以VB和Matlab为主要工具开发了基于支持向量机的DNA序列分类系统。结果表明：该系统能够动态选择DNA训练样本、待测试样本．以及支持向量机模型中的参数，并根据用户的指定条件动态输出计算结果；对于预测一批已知正确分类答案的DNA序列，系统能够自动统计识别率，以观察参数变化对于算法执行结果的影响。支持向量机能够在概率分布函数未知的条件下对DNA序列进行分类。     

基于mtDNA全序列的南方大口鲇进化分析

【目的】基于线粒体基因组(mtDNA)探讨南方大口鲇在鲇形目中的系统进化地位,为鲇形目鱼类的系统进化研究积累基础资料。【方法】采用参照近缘物种线粒体基因组设计覆盖全基因组引物的方法,设计合成16对引物对南方大口鲇mtDNA进行分段扩增,拼接后获得其mtDNA全序列,对其基因组结构进行初步分析,并基于mtDNA序列对南方大口鲇进行系统进化分析。【结果】南方大口鲇mtDNA全长16 527bp(GenBank检索号为:HM746661),包括2个rRNA基因、22个tRNA基因、13个编码蛋白质基因和1个非编码控制区;序列分析显示,南方大口鲇线粒体基因组结构和基因排列顺序与现已公布的鲇形目鱼类完全一致。系统进化分析表明,南方大口鲇与六须鯰聚为一支,黄颡鱼、瓦氏黄颡鱼、光泽黄颡鱼和越南拟鲿聚为一支,湄公河巨鲶、长臀鮠及斑点叉尾鮰聚为一支,这3支聚在一起后再与牛头鲴及黑躯兵鲶相聚,最后与扬子鳄相聚。【结论】南方大口鲶与鲇形目鲇科鱼类六须鲶的进化地位最为相近。在进行系统发育研究时,应选择合适的基因,以便得到较为可靠的系统发育结果。     

基于AVX指令集BWT算法在DNA序列比对中应用

新一代高通量测序技术发展产生大规模DNA序列片段,快速准确地将短序列比对到参考基因组成为生物信息学重要研究课题之一。针对BWT索引技术序列比对算法研究,提出基于Intel微架构AVX指令集优化BWT算法,通过改进计算方式实现算法并优化。结果表明,应用AVX指令集可减少CPU访存次数,降低算法时间复杂度,提高序列比对效率,为基因数据分析提供更高效快速序列比对方法,加快对全基因组序列处理。     

文昌鸡线粒体控制区遗传多态性及系统进化分析

通过对文昌鸡线粒体基因纽(mitochondrial genome,mtDNA)D-loop区全序列的测序和比对,并结合GenBank已经测出D-loop区全序列的红色原鸡的序列,探讨了文昌鸡的遗传多样性和母系起源。结果发现,文昌鸡mtDNAD-loop区全长1231~1232bp,核苷酸多样性(Pi)为0.09757,单倍型多样性(Hd)为0.874。在30只个体中,共发现20处单核苷酸多态位点,10种单倍型。系统发育分析发现,10种单倍型可以分为B、C和E 3个分支。B分支与红色原鸡滇南亚种(Gallus gallus spadiceus)聚为一类,推测这两个分支可能起源于云南、缅甸附近地区的红色原鸡滇南亚种。E分支与红色原鸡(Gallusgallus murghi)聚为一类,推测可能起源于红色原鸡的印度亚种分支。C分支与4个原鸡亚种聚为一类,可能有多个母系起源。本研究从分子水平上为文昌鸡的遗传资源保护和开发利用提供了参考。     

基于mtDNA控制区2个地方鸡品种遗传多样性及起源研究

为探讨我国2个地方蛋鸡品种仙居鸡和白耳黄鸡遗传多样性和起源进化,以30只仙居鸡和30只白耳黄鸡为素材,通过PCR扩增和测序技术,对其进行线粒体DNA控制区全序列单倍型和遗传多样性分析,并结合GenBank公布的19条红色原鸡D-loop区全序列,构建系统发育树.结果 表明:2个鸡品种变异区集中在第167-1 215 b...     

福建东方蜜蜂线粒体DNA的遗传变异和遗传多样性

为了研究福建东方蜜蜂的遗传变异和遗传多样性,在全省采集9个样点,共424群东方蜜蜂样本,进行线粒体DNA tRNAleu-COⅡ序列分析.结果表明,tRNAleu-COⅡ片段序列包括93 bp的非编码区和259 bp的COⅡ编码区.在整个352 bp序列中,共检测到23个多态位点和27种单倍型,平均单倍型多样度为0.484 3,平均核苷酸差异数为0.687,平均核苷酸多样度为0.001 93.福建东方蜜蜂各样点间不存在遗传分化,总体遗传分化系数为0.003,各样点的基因流参数为49.75~249.75.     

基于线粒体控制区分析固始鸡遗传多样性和起源进化

为探究固始鸡遗传多样性和母系起源,以73只固始鸡为试验素材,通过PCR扩增和测序技术,获得固始鸡线粒体DNA控制区全序列,并与19条红色原鸡序列构建系统发育树。结果表明：固始鸡mtDNA控制区全长为1 231或1 232 bp, 1 231 bp个体在859 bp处存在C缺失。73只个体共发现15处单核苷酸多态位点,为6种单倍型。遗传多样性分析表明,固始鸡平均核苷酸差异数(K)为5.287,核苷酸多样度(Pi)为0.004 29±0.000 13,单倍型多样度(Hd)为0.600±0.034。系统发育分析显示,6种单倍型可分为A和C 2个分支,A分支与原鸡滇南亚种(Gallus gallus spadiceus)聚为一类,C分支与原鸡印度亚种(Gallus gallus murghi)、原鸡滇南亚种(Gallus gallus spadiceus)、原鸡指名亚种(Gallus gallus gallus)以及原鸡印尼亚种(Gallus gallus bankiva)聚为一类,推测固始鸡可能有多个母系起源。这一研究为从分子水平探究固始鸡遗传资源保护和开发利用提供参考。     

Absence of correlation between base-pair sequence and RNA conformation

A survey of all available double-stranded RNA crystal structures shows that there is a considerable range of variation in local conformation of a given base-pair doublet, but that there is no significant correlation between base-pair sequence and RNA local conformation.     

DNA和RNA在细胞中的分布情况观察

利用经典的甲基绿-吡罗红染色方法显示细胞中的DNA与RNA,实验结果与理论有较大的偏差,为了以更简易的实验操作得到更清晰的结果,本研究对该实验进行了改进,即从是否需要盐酸解离、酸解时间、酸解温度、染色时间等方面进行改进。结果表明:上皮细胞不经酸解直接染色,实验结果明显;洋葱下表皮经过20℃质量分数为8%的盐酸解离2min后,染色2min效果明显;采用新材料白洋葱的上表皮直接染色4-5min效果明显。说明改进后的染色方法时间缩短,步骤简化,效果明显,可为生物学实验课教学提供参考。     

基于线粒体控制区部分序列的大青鲨种群遗传结构研究

基于线粒体DNA ( mtDNA)控制区部分序列对采集自太平洋、大西洋、印度洋的5个大青鲨Prion-ace glauca群体165尾成鱼样本进行遗传多样性与遗传结构分析。结果表明：165尾大青鲨的mtDNA控制区片段长为694 bp,共得到110个变异位点,定义了145个单倍型,碱基组成中A为33.46%, T为36.40%, C为18.61%, G为11.53%, G+C含量为30.14%;单倍型多样性指数( Hd )在各个采样点都较高,平均值为0.9973±0.0014,核苷酸多样性指数(π)为0.01510±0.00091,这表明大青鲨群体的遗传多样性水平很高,遗传资源丰富;分子方差分析表明,99.28%的遗传变异出现在种群内,0.72%的遗传变异来自于种群间;采用邻接法构建的系统发育树表明,5个群体间未形成显著的遗传结构,群体间的高基因交流值( Nm )和低遗传分化指数( Fst )揭示了三大洋的大青鲨群体间基因交流频繁,不存在显著的遗传分化。