DNA序列判别分类模型

[目的]结合生物学知识和数学方法构建DNA序列判别分类模型。[方法]根据氨基酸分子中侧链基的极性性质,从不同序列中氨基酸含量不同提炼出能从碱基含量和碱基排列情况两方面代表序列特征的氨基酸类别信息,用一个四维向量来表征,用马氏距离法和FISHER判别法对给定序列进行分类。[结果]该模型中,2种分类方法所得的样本回代率均达100%,分类一致率为90%。[结论]该模型算法简单,分类结果精度较高,优于仅基于碱基含量的判别分类模型。     

DNA序列判别分类模型

[目的]结合生物学知识和数学方法构建DNA序列判别分类模型。[方法]根据氨基酸分子中侧链基的极性性质,从不同序列中氨基酸含量不同提炼出能从碱基含量和碱基排列情况两方面代表序列特征的氨基酸类别信息,用一个四维向量来表征,用马氏距离法和FISHER判别法对给定序列进行分类。[结果]该模型中,2种分类方法所得的样本回代率均达100%,分类一致率为90%。[结论]该模型算法简单,分类结果精度较高,优于仅基于碱基含量的判别分类模型。     

西瓜花叶病毒(WMV)外壳蛋白基因克隆及序列分析

[目的]研究新疆甜瓜主栽区西瓜花叶病毒(WMV)外壳蛋白的分类地位,以及与国内外分离株亲缘关系.[方法]田间采集具有西瓜花叶病毒症状的幼嫩叶片,利用改良的TRIZOL总RNA提取法获取RNA,进一步分离纯化、克隆及测序,将测序结果利用BLAST、DNAMAN 5.0、CLUSTAL X、MEGA 5.0 EXPASY、TM-HMM等软件进行碱基和氨基酸序列比对,以及疏水性平均值、脂肪系数、亲缘关系等分析.[结果]序列比对发现8个地区WMV病毒外壳蛋白核酸序列的5'端保守性较高,碱基和氨基酸序列相似性分别达到86.25;和93.01;,存在部分碱基和氨基酸突变,相似性较高.[结论]通过分子进化树可得出新疆8个分离物之间亲缘性关系较近,同源性较高,与国内外其它地区的亲缘性关系较远、同源性较低.     

不结球白菜抗病基因同源序列的克隆及分析

【目的】利用同源序列法分离不结球白菜抗病基因同源序列。【方法】根据植物抗病基因TIR-NBS-LRR保守区设计简并引物，对不结球白菜基因组DNA及cDNA进行PCR扩增。【结果】获得了10个具有通读氨基酸序列的片段。同源性比较发现，该10个片段均属于TIR-NBS-LRR类抗病基因同源序列（RGA），与已知R基因相应区段的氨基酸序列一致性为50%～66%。与已知抗病基因聚类分析结果显示，该10个RGA序列可以分为5大类。利用RGA950作为探针进行Southern杂交，结果表明，其在基因组中存在多拷贝。【结论】本研究成功获得了不结球白菜RGA序列，为进一步克隆不结球白菜的R基因奠定了基础。     

青海野生中国沙棘P5CS基因的扩增及序列分析

以青海野生中国沙棘的嫩叶为材料,扩增其P5CS基因并进行序列测定。结果表明:所得的中国沙棘的P5CS基因的碱基数量为434 bp,其中A碱基115个,T碱基119个, G碱基107个,C碱基93个。另外,通过对中国沙棘P5CS基因的氨基酸的序列分析显示,所得P5CS基因片段编码144个氨基酸,其中强碱性氨基酸21个,强酸性氨基酸8个,疏水性氨基酸53个,亲水性氨基酸34个。     

小卷蛾斯氏线虫β-微管蛋白基因的克隆与序列分析

用TRIZOL法提取了小卷蛾斯氏线虫RNA,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE)技术克隆了两条小卷蛾斯氏线虫β-微管蛋白基因cDNA的3′端序列。将得到的cDNA序列提交到GenBank,分别获取登录号EU049857和EU049858。两个序列长度分别为1372碱基(SCTUB1)和1374碱基(SCTUB2),分别编码434和432个氨基酸,编码的蛋白的分子量在48kDa左右。氨基酸的124~131位存在一个微管蛋白信号片段GGGTGSG。序列分析表明,分离得到的两个基因与其他线虫的微管蛋白基因具有较高的同源性,核苷酸序列同源性在65%以上,氨基酸序列同源性在81%以上,两个氨基酸序列都含有两个氨基酸保守区NNWAKGHY和RKAFLHWYTGEGMDEMEFTE。     

几种钝绥螨ITS基因片段的序列分析

 【目的】通过分析比较钝绥螨ITS基因片段,探讨其作为分子手段应用于种类鉴定,同时应用此分子标记来分析钝绥螨的亲缘关系,为研究其系统发育和完善分类系统提供参考。【方法】对采自江西桔园的尼氏真绥螨、江原钝绥螨、津川钝绥螨和东方钝绥螨进行总DNA提取,PCR扩增,测序,并从GenBank中下载5种钝绥螨的ITS序列,应用软件分析ITS片段长度、A+T%含量、变异位点和进化关系。【结果】得到总长度为644—655 bp的ITS序列片段,序列中A+T碱基比例较高,为58.2%。整个ITS基因片段存在204个碱基变异位点（ITS1：172;ITS2：22;5.8S：10）和32个碱基插入/缺失。真绥螨属的尼氏真绥螨和卵圆真绥螨的分类地位较近,遗传距离为0.013;而小新绥螨属的4个种与钝绥螨属的3个种在构建系统发育树时未能明显地分为2支,其中胡瓜新小绥螨和东方钝绥螨的遗传距离最近,为0.083。【结论】ITS序列片段分析结果支持尼氏真绥螨和卵圆真绥螨现在的分类地位,而小新绥螨属与钝绥螨属似乎未达到属间差异,其分类地位有待进一步确定。     

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。     

珊瑚藻藻红蛋白β亚基脱辅基蛋白基因克隆与序列分析

首次报道珊瑚藻R-藻红蛋白β亚基基因的全序列.测定的基因序列长为983个碱基,包括β亚基起始密码子上游的10个碱基、β亚基编码区的534个碱基(编码177个氨基酸)、101个碱基的间隔区以及α亚基编码区近5′端的338个碱基(编码112个氨基酸).对其序列在核酸和氨基酸水平上的同源性与已知基因序列的9种红藻作了比较分析,认为β亚基氨基酸序列在红藻分类上具有重要意义.     

亚洲玉米螟幼虫P450基因片断的克隆与序列分析

根据G enB ank中昆虫P 450氨基酸保守序列设计了1对简并引物,以亚洲玉米螟田间自然种群基因组DNA为模板,扩增得到一条长度为603 bp的特异性DNA片段,编码201个氨基酸。将此氨基酸序列与G en-B ank中已知序列采用B last及C lusta lW EB I软件进行同源性分析,结果表明该氨基酸序列与CYP 4家族的同源性较高,达37%~53%,初步推测此序列为CYP 4家族的一员。     

白鹭源禽I型副粘病毒L基因的克隆与序列分析

根据GenBank中已发表的鹅副粘病毒GPV—SF02株全基因组序列设计5对引物,采用RT—PCR扩增出白鹭源禽I型副粘病毒（W13株）L基因的IJA（1121bp）、LB（1481bp）、LC（1439bp）、LD（1476bp）、LE（1608bp）5个片段,用DNAStar软件比较分析后进行拼接,获得长约6760bp包含有L基因全长的核苷酸序列,而W13株L基因的mRNA全长为6704bp、开放阅读框（ORF）为6615个碱基、编码2204个氨基酸。氨基酸同源性分析表明：W13株I基因与鹅源SF02、ZJI、NA-1株及鸡源Guangxi7株的同源性均超过97．0％;而核苷酸同源性分析表明：W13株L基因与鹅源SF02、ZJI、NA-1株及鸡源Guangxi7株的同源性均超过93．0％。可见,W13株与鹅源SF02、ZJI、NA-1株及鸡源Guangxi7株的亲缘关系较近。     

水稻条纹病毒云南分离物CP基因克隆及序列比较分析

 对采自云南保山、楚雄、石林和宜良等4地的水稻条纹叶枯病感病稻株,提取病叶总RNA,经RT-PCR扩增,获得4个RSV云南分离物的CP基因片段。序列测定表明,该片段长999 bp,其中CP基因由969个核苷酸组成,编码322个氨基酸。与其它已报道的RSV分离物CP基因进行同源性比较,发现我国RSV分离物可以划分为2个不同的组,大部分RSV云南分离物为一组,其它的RSV 分离物为另一组。以RSV-CXi分离物的CP与纤细病毒属的其它5种病毒的CP进行氨基酸同源性比较,结果表明RSV与MStV亲缘关系最近,而与RGSV亲缘关系最远。     

马麝朊蛋白(PrP)基因的克隆和序列分析

从马麝的全血中提取基因组总DNA,用所设计引物以聚合酶链式反应扩增出细胞型朊蛋白(PrPC)基因,并克隆到pMD18-T载体。序列分析表明所克隆的马麝PrP基因片段大约为771bp,包含了朊蛋白基因的完整编码区序列,即包含在单一外显子内的完整开放阅读框,与国外报道的同科动物PrP基因序列基本相同。马麝PrP基因含5个短而富含G-C的元件,可编码5个八肽(九肽)重复Pro-His-Gly-Gly-Gly-Trp-Gly-Gln或Pro-Gln/His-Gly-Ala/Gly-Gly–Gly-Trp-Gly-Gln,其氨基酸序列含有24个氨基酸的N-端信号肽和23个氨基酸的C-端信号肽。与白尾鹿(Odocoileusvirginianus)和麋鹿(Cervuselaphus)的PrP基因相比,其核苷酸序列和推导氨基酸序列同源性分别为97.4%、97.9%和98.1%、97.7%。共发生15个碱基替换,其中10个为同义码替换,5个为异义突变,即G57A、S100N、N173S、T177N和M208I。     

基于转录组信息的艾纳香牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(BbGGPS)的克隆及序列分析

采用RT-PCR和RACE(Rapid amplification of c DNA ends)技术,从艾纳香(Blumea balsamifera L·DC)的叶片中克隆到二萜化合物合成的关键酶牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(Bb GGPS)基因。结果显示:Bb GGPS基因的c DNA全长1475 bp,包含开放阅读框(ORF)1002 bp,编码334个氨基酸;亚细胞结构定位于叶绿体,既非膜蛋白也非分泌性蛋白。疏水性分析显示,Bb GGPS是亲水性蛋白。同源性比对结果显示,Bb GGPS蛋白与其他植物中GGPS蛋白具有高度的相似性。系统发育分析表明,所有序列被聚为5大类,Bb GGPS与菊科植物刺菜蓟聚(Cynara cardunculus var)为一类,表明与其亲缘关系最近。     

4种常见鲤科鱼类DNA条形码的研究

测定了天津地区养殖的彭泽鲫、黄金鲫、乌克兰鳞鲤、鲤鱼4种共13尾鱼长度为814 bp的COI部分基因序列,以白鲢、罗非鱼作为外群.利用Mega4.1软件进行序列组成统计分析、种内及种间遗传距离分析,并用邻接法构建系统发育树（NJ树）,在NJ树上共发现由不同物种组成的5个分支,这与传统的分类学结果一致.该研究结果显示,COI基因部分序列不但可以作为物种辨识的良好DNA条码,而且在鲤科鱼类的种间系统发生关系分析方面也具有一定的适用性.     

基于环形泰勒虫Tams1基因多态性的二温式-PCR检测方法的建立

【目的】环形泰勒虫作为牛科动物重要的血液原虫对养牛业产生了重大危害。近年来针对该病原Tams1基因的诊断方法及候选疫苗筛选进行了大量工作。但研究证明该基因多态性对诊断及免疫效果存在影响。基于此,本研究对Tams1基因多态性特征进行了分析,并为该病的诊断建立一种实施有效的检测方法。【方法】参考GenBank中公布的环形泰勒虫Tams1 基因的核苷酸序列,设计特异性引物。PCR扩增,获得了846 bp的核苷酸片段。将该基因片段与GenBank中主要的12种已知不同区域虫株的相应氨基酸序列进行比较分析。在保守区设计引物,以Tams1基因标准阳性质粒为模板建立环形泰勒虫病的二温式-PCR检测方法。经优化的方法用于田间样品的检测。【结果】该基因编码281个氨基酸,碱性氨基酸48个,酸性氨基酸42个,疏水性氨基酸100个。系统发生树结果显示,环形泰勒虫甘肃株与安哥拉、土耳其、巴林地方株亲缘关系较近。新疆株与意大利、西班牙地方株关系较近,而与甘肃株亲缘关系相对较远。这一结果通过环形泰勒虫不同国家地方株的氨基酸序列对齐结果可以得到进一步的说明。建立的二温式-PCR检测方法,可检测到0.31 fg•μL-1血液中感染虫体的量。特异性结果表明,仅有环形泰勒虫基因组DNA检测为阳性,其它对照虫种基因组模板均表现为阴性,且与感染牛的其它梨形虫无交叉反应。本实验建立的环形泰勒虫二温式-PCR方法对收集的335份野外样品进行检测,阳性检出率为16.33%,显微镜检测阳性率为2.25%,两者符合率100%。与普通PCR比较,二温式-PCR在敏感性方面没有显著差异,但其特异性更高,且该方法反复升温降温时间消耗短。【结论】环形泰勒虫Tams1基因不同地方株存在明显的差异。其氨基酸序列的多态性特征差异显著。因此该基因作为潜在候选抗原应注重多肽疫苗的设计。二温式-PCR方法具有的良好敏感性和特异性,对环形泰勒虫病的流行可以起到提前检测的效果,提高了疾病的诊断效率。     

115份贵州茶树资源氨基酸和茶氨酸分析与特异资源筛选

为筛选高氨基酸和高茶氨酸茶树资源,探明贵州茶树资源氨基酸和茶氨酸特性,本研究分别利用分光光度法和高效液相色谱法测定115份贵州地方茶树资源春季一芽二叶生化样的氨基酸总量和茶氨酸含量。结果表明：115份茶树资源的氨基酸总量在0.95%～7.96%,平均值为3.40%;茶氨酸含量在0～3.80%,平均值为1.58%;茶氨酸占比在0～67.66%,且集中分布于40%～<60%。在这115份茶树资源中,发现特异高氨基酸(氨基酸总量≥5%)茶树资源11份、特异高茶氨酸(茶氨酸含量≥3%)茶树资源3份。不同地方的茶树资源,其氨基酸总量和茶氨酸含量存在较大差异,其中,贵定、黎平和石阡的茶树资源表现出较高的氨基酸总量和茶氨酸含量,而三都和普安的茶树资源氨基酸总量和茶氨酸含量显著(P<0.05)低于其他地方。来自三都的突肋茶(Camellia costata)资源表现出更原始的生化性状,均未检测出茶氨酸。聚类分析结果显示,115份茶树资源可分为5类,其中,石苔14号以远高于其他资源的氨基酸总量和茶氨酸含量单独分为一类。     

西藏牦牛mtDNA COⅢ全序列测定及系统进化关系

 【目的】探讨西藏牦牛的遗传多样性和类群间的系统进化关系,为西藏牦牛遗传资源的合理保护和利用提供理论依据。【方法】对11个西藏牦牛类群111个个体的mtDNA COⅢ的全序列进行测定,用多种生物信息学软件分析牦牛类群的遗传多样性和它们间的亲缘关系及分类。【结果】①西藏11个牦牛类群的mtDNA COⅢ全序列长度均为781 bp,基因间没有内含子,共编码260个氨基酸,启始密码子AUG(ATG),含一个游离碱基。4种核苷酸的平均比例分别为29.2%（T）、29.4%（C）、26.1%（A）和15.2%（G）,有一定的偏倚性。②发现西藏牦牛的mtDNA COⅢ共有18种单倍型,11个牦牛类群的单倍型多样性值在0.378—0.844。表明,西藏牦牛具有较丰富的mtDNA COⅢ遗传多样性。③在mtDNA COⅢ的20种氨基酸组成中,亮氨酸平均含量最多,为11.92%,赖氨酸和半胱氨酸平均含量最少,为0.77%。碱性氨基酸、酸性氨基酸、亲水性氨基酸和疏水性氨基酸的含量分别为11.15%、4.62%、29.61%和54.61%。④从mtDNA COⅢ来看,西藏11个牦牛类群可分为3大类,即帕里牦牛（PL）系、巴青牦牛（BQ）系、斯布牦牛（SB）系。【结论】西藏牦牛有丰富的遗传多样性,可分为3大类;结果支持将牦牛划分为牛亚科中一个独立属（牦牛属,Poephagus）的观点。     

Scissors-grip model for DNA recognition by a family of leucine zipper proteins

C/EBP is a sequence-specific DNA binding protein that regulates gene expression in certain mammalian cells. The region of the C/EBP polypeptide required for specific recognition of DNA is related in amino acid sequence to other regulatory proteins, including the Fos and Jun transforming proteins. It has been proposed that these proteins bind DNA via a bipartite structural motif, consisting of a dimerization interface termed the "leucine zipper" and a DNA contact surface termed the "basic region." An evaluation of the properties of conserved amino acids within the basic region of 11 deduced protein sequences, coupled with the observation that they are located at an invariant distance from the leucine zipper, has led to the formulation of a "scissors-grip" model for DNA binding. The architectural features of this model are well suited for interaction with directly abutted, dyadsymmetric DNA sequences. Data supportive of the model were obtained with chemical probes of protein: DNA complexes.     

基于近邻几何特征的TLS林分点云分类研究

目的在地面激光雷达点云分类任务中多存在特征维度较高的问题，然而当点云数量较多，分类任务中构造较高维度的特征往往需要较多的计算成本和运行内存。为了解决这一问题，本研究提出用近邻点构造5个几何特征训练成熟分类器，以期在将林分点云分为地面、树干与枝叶3个类别的同时达到降低特征维度的目的。方法在构造特征的过程中采用近邻值为140的快速KDtree搜索近邻点，获得近邻点后利用其计算协方差矩阵特征值、法向量、曲率、方差和最大高程差构造5个几何特征训练分类器。为了检验本研究构造的特征在林分点云分类中的稳定性，分类器分别采用随机森林和xgboost做比较研究。本研究的实验数据均来自地面激光雷达扫描获得的单站蒙古栎人工林点云数据。结果使用随机森林和xgboost分类器训练的模型在测试集中正确估计样本数量和样本总量的比值分别为0.932 1和0.936 3。这两个分类器在地面、树干和枝叶这3个类别中的查准率达到0.97、0.93、和0.91以上，且在这3个类别中的分类结果中xgboost较随机森林均有千分级的优势。结论结果表明本研究构造的特征能够完成林分点云分类任务，在保证点云分类准确率的基础上，既减少了特征维度，又有助于提高特征计算效率，具有较高的稳定性。本研究的分类结果可为林分参数反演和生物量估计等研究奠定基础。