生物信息学应用于植物科学的三个实例

本文以3个实例初步展示了生物信息学在植物科学中的应用.第一例先在EMBL数据库中搜索到了15条棉属不同种的ITS序列,然后对它们作了亲缘树分析.第二例对PIR数据库中一条棉花脂转移蛋白的一级、二级结构作了分析之后,使用RasMol软件对典型的脂转移蛋白进行了三维结构观察.第三例对一条拟南芥EST序列作了Blast比对、ORF查找分析之后,将其翻译为氨基酸序列,然后进行了功能预测和同源蛋白的三维结构显示,最后对该EST序列进行了基因组定位.     

隐马氏模型在生物序列分析中的应用

随着以功能基因组学和蛋白质组学为主要研究内容的后基因组时代的来临，人们面对着“海量”的生物序列数据需要分析处理。生物序列分析的基本出发点是：通过计算方法由核酸和蛋白质的序列推导出它们的结构和功能。依据分子生物学的知识，各种数学工具已被广泛地应用于生物序列分析。其中隐马氏模型就是一种日益受到重视的智能化方法，已在生物序列分析中获得了广泛的应用。本文着重论述隐马模型结构及其在生物序列分析中的主要应用。     

时间序列Fourier分析的注记

时间序列分析已在工业、农业、生物、水文、地质和气象等领域中得到了广泛应用,时间序列的Fourier分析方法是分析时间序列周期性的重要方法之一,为了正确地应用这一方法,这里给出它的一个比较明确的提法:在     

Z曲线,显示和分析DNA序列的直观工具

基于正四面体的对称性,我们将一DNA序列与三维空间中一条曲线,称为Z曲线,建立起一、一对应映射。对于任一给定DNA序列,可求出唯一的一条Z曲线与之对应,反之亦然。Z曲线一般是具有丰富的折叠结构的三维空间曲线,它反映了DNA序列中碱基分布的局部细节与总体特征。Z曲线的对称性、渐近性、回路性等性质被全面加以介绍。并探讨了Z曲线在分子生物学中可能的应用。Z曲线的提出,开创了一个利用几何学分析和研究DNA序列的崭新领域。我们深信,利用现代计算机图形学装备起来的Z曲线,将成为研究和分析DNA序列的新的强大工具。     

心电信号时间序列基于Lyapunov指数谱的主成分聚类分析

提出了心电信号时间序列基于Lyapunov指数谱的主成分聚类分析方法, 对MIT-BIH数据库中22个心电数据进行了分析, 得到了较好的诊断效果. 还提出一种改进TSS算法, 利用已知样本对未知样本进行分析, 进一步提高了实验结果的准确度. 该方法结合了统计学方法和非线性动力学方法的优点, 十分适合应用于心电信号等非线性时间序列分析.     

HPLC在线二阶微分光谱法检测基因工程产品的C-端肽

遗传工程重组蛋白质N-端序列和C-端序列分析是鉴定其结构特征的2项重要的指标.N-端的序列分析即采用经典的Edman方法,在商品化的仪器上自动分析50个以内的N-端氨基酸残基,已经是一种常规方法,近年来技术发展可以通过SDS-PAGE电泳印迹到PVDF膜上,在膜上直接分析蛋白的N-端序列,不但可以用来测定产品的顺序,而且为检验基因工程培养物是否与预期表达产物相吻合提供了一个相当简便的方法.     

基于4D图形表示的DNA序列相似性分析

在Z曲线的基础上提出了一种新的DNA序列4D图形表示方法. 该方法具有与Z曲线相似的生物学意义, 而且还避免了信息的丢失. 利用DNA序列4D图形的几何中心作为序列分析的特征数值, 对11个物种的β-球蛋白基因的第一个外显子进行相似性分析, 得到了较好的结果.     

贝叶斯神经网络在生物序列分析中的应用

生物序列分析在生物信息学中占有重要地位.本文对贝叶斯神经网络(Bayesian neural networks)及其在生物序列分析中的应用作了评述.首先,简要地介绍了生物序列分析的重要性并对分析方法作了回顾;然后着重介绍了神经网络的贝叶斯学习及算法,并分析了算法的优点,同时介绍了贝叶斯神经网络在生物序列分析中应用的一个实例;最后展望了用贝叶斯神经网络进行生物序列分析的前景及面临的问题.     

云南松口蘑的遣传多样性研究

对分布于云南省9个地市13个县的56个松口蘑(Tricholoma matsutake)子实体进行了ITS序列、IGS序列和反转录转座子PCR图谱比较分析,发现ITS序列只有一种单倍型,IGS序列有3种单倍型,反转录转座子PCR图谱群体闻的多态性不显著.对比我国东北和日本松口蘑的研究结果发现,云南松口蘑的遗传多样性较低,云南松口蘑和日本松口蘑同源,但松口蘑可能不是起源于云南.     

古老人群mtDNA研究中存在的问题和对策

由于多种原因, 古老人类标本中的DNA一般都有不同程度的降解, 在分析时只能得到短片段的序列. 如何对这些序列片段的真实性进行甄别, 最大限度地挖掘出其中包含的信息, 是目前对古代人群遗传结构分析及其他古DNA研究中普遍存在的一个难题. 本文对近期国内古老人群mtDNA研究中存在的问题进行了评述, 并从mtDNA世系的系统发育关系角度, 对新疆(包括邻近的中亚地区)古老人群数据进行了重新分析. 结果显示, 这些古老DNA数据的可靠性存在或多或少的问题; 结合现代不同地理人群中的mtDNA变异情况, 能够对获得的距今数千年前的mtDNA的真实性进行判别和自检, 并能有效地对序列信息进行解码. 同时, 对中亚地区古老人群mtDNA数据重新分析的结果, 支持该地区欧亚人群基因交流融合由来已久的推测.     

云南松口蘑的遗传多样性研究

分布于云南省9个地市13个县的56个松口蘑(Tricholoma matsutake)子实体进行了ITS序列、IGS序列和反转录转座子PCR图谱比较分析, 发现ITS序列只有一种单倍型, IGS序列有3种单倍型, 反转录转座子PCR图谱群体间的多态性不显著. 对比我国东北和日本松口蘑的研究结果发现, 云南松口蘑的遗传多样性较低, 云南松口蘑和日本松口蘑同源, 但松口蘑可能不是起源于云南.     

鸡痘病毒282 E4株基因组7.3kb Bam HⅠ片段的序列测定与分析

对经亚克隆后的鸡痘病毒(fowlpoxvirus,FPV)282E4株7.3kb BamHⅠ片段 ,用ABI377DNA测序仪荧光标记法进行了序列测定 ,并应用DNAsis软件同GenBank中已知的FPV序列和痘苗病毒 (vacciniavirus,VV)Copenhagen株的全序列进行了同源性比较 ,发现与鸡痘病毒MunichHP 438株11.2kbBamHⅠ片段的序列同源 .此外 ,对所测序列的开放读码框架 (openreadingframes,ORFs)所编码的氨基酸序列同上述VV株中所有ORF的氨基酸序列进行了同源性比较 ,并对各ORF编码蛋白的信号肽、跨膜区的存在与否进行了分析.     

片段的序列测定与分析

对经亚克隆后的鸡痘病毒 (fowlpoxvirus,FPV) 2 82E4株 7.3kbBamHⅠ片段 ,用ABI377DNA测序仪荧光标记法进行了序列测定 ,并应用DNAsis软件同GenBank中已知的FPV序列和痘苗病毒 (vacciniavirus,VV)Copenhagen株的全序列进行了同源性比较 ,发现与鸡痘病毒MunichHP 438株 1 1 .2kbBamHⅠ片段的序列同源 .此外 ,对所测序列的开放读码框架 (openreadingframes,ORFs)所编码的氨基酸序列同上述VV株中所有ORF的氨基酸序列进行了同源性比较 ,并对各ORF编码蛋白的信号肽、跨膜区的存在与否进行了分析     

锌指结构域序列的进化生成模拟——遗传算法在蛋白质结构研究中的应用

遗传算法(Genetic algorithms, GA)是具有高频率的搜索机制的算法.遗传算法不仅为蛋白质结构研究提供了一种全局自适应搜索算法,使能量最低状态(按热力学假说,蛋白质的天然状态的能量最低)的搜索更加方便,而且为我们提供了一种新的想法和研究思路.通过应用遗传算法对锌指结构域序列进行进化模拟,成功地从随机产生的氨基酸序列中,进化生成了一些潜在的锌指结构域序列,不仅在一定意义上证明了氨基酸序列起源的随机性,而且对遗传算法在大规模解空间的搜索能力进行了测试.     

西藏喜马拉雅冷杉年轮δ13C与气候意义

对采自青藏高原东南部林芝地区的喜马拉雅冷杉进行交叉定年后,分析了喜马拉雅冷杉年轮δ13C序列与气候要素之间的关系.去除大气CO2浓度升高导致大气CO2中δ13C下降和生长趋势的影响后,建立树轮δ13C值的残差序列△13C.利用附近林芝气象站的气象资料,分析了树轮△13C序列对气候要素的响应.结果表明: 冷杉δ13C的高频振荡与该地区前一年的9～11月降水和相对湿度存在较好的相关性,并存在强的滞后效应.通过建立回归方程重建了该区域的秋季(9～11)月相对湿度序列,解释方差达37.9%.重建相对湿度序列表明1800年前相对湿度变化周期较短、变幅较小,1800～2000年则相反.     

锌指结构域序列的进化生成模拟——遗传算法在蛋白质结构研究中的应用

<正> 遗传算法(Genetic algorithms, GA)是具有高频率的搜索机制的算法.遗传算法不仅为蛋白质结构研究提供了一种全局自适应搜索算法,使能量最低状态(按热力学假说,蛋白质的天然状态的能量最低)的搜索更加方便,而且为我们提供了一种新的想法和研究思路.通过应用遗传算法对锌指结构域序列进行进化模拟,成功地从随机产生的氨基酸序列中,进化生成了一些潜在的锌指结构域序列,不仅在一定意义上证明了氨基酸序列起源的随机性,而且对遗传算法在大规模解空间的搜索能力进行了测试.     

CHS基因外显子2的进化规律及其用于植物分子系统学研究的可行性

ＣＨＳ基因的外显子２在进化中较为保守。用ＰＣＲ方法，从低等的裸子植物（银杏，攀枝花、苏铁）和被子植物（玉兰、睡莲、垂柳、山茶）中成功地扩增了ＣＨＳ基因外显子２的部分序列，长约８６０ｂｐ。对这些序与已发表的序列（合计１９个科８３个序列）进行最简约性分析，结果表明，对于大部分科，同一科的序列形成一组，而少数科的序列则分散在相距较远的分支中。用ＣＨＳ基因全长编码区的ＤＮＡ序列构建的最简约树与用其外显子２     

中国海南线纹芋螺的新O-超家族芋螺毒素

采用快速扩增３’ｃＤＮＡ末端的方法，对我国海南产线纹芋螺芋螺毒素的ｃＤＮＡ进行了分析，结果从中发现了６种新的Ｏ－超家庭芋螺毒素序列，其中一种毒素与已 知的ＭＶⅡＡ呈高度的序列同源性。     

建立长期预测模型的新方案及其应用

随着科学技术的不断发展,人类面临着越来越复杂的决策问题。因此,根据事物发展规律,对未来可能出现的情景,作出科学的研究和预测愈益显得迫切和重要。 作定量的长期预测目前广泛应用的有两类统计方法,一类是时间序列分析,另一类是回归分析。时间序列分析中常见的自回归模型,只适于作一、两步外推,长期预测的准确性较差。而     

从基于结构定义的序列模体识别蛋白质的超家族

以进化上相距较远的蛋白质酪氨酸磷酸酶Ⅰ和Ⅱ为例, 通过结构比较和基于结构的序列比对及共同保守区域残基替换模式的分析, 定义了基于结构的序列模体. 利用这种新的模体对SWISS-PROT和TrEMBL蛋白质序列库进行搜索, 可特异性地同时识别磷酸酶Ⅰ和Ⅱ, 其识别正确率可达98.4%. 而在此之前, 尚未见可同时识别磷酸酶Ⅰ和Ⅱ序列模体的报道.