人类DNA序列TSS区域序列特征及±1核小体的位置分布

基于包含人类基因转录起始位点附近的58989条DNA序列,运用核小体特征量对序列做分类分析,发现±1核小体位于TSS区域两侧的第一类基因约占28%,TSS区域有核小体占据的第二类基因约占30%.用二阶信息冗余特征量分析了DNA序列的碱基关联分布,发现没有占据TSS区域的核小体对应的序列具有强碱基关联,占据TSS区域的核小体对应的序列具有弱碱基关联,弱关联是TSS区域的普适特征.表明占据TSS区域的核小体具有很强的序列适应性和位置的可变性.通常定义的含TSS的核小体缺失区域仅对第一类基因成立.推测第一类基因具有较高的转录效率.     

酵母核小体中心序列局域偏好和连接序列的多样性

基于酵母单碱基精度的核小体位置数据,提取核小体中心及连接序列分析两类序列的精细结构和模体偏好。结果显示,区分两类序列最主要的是稀有模体(GCG、CGC、CGG和CCG),其次是富含模体(AAA和TTT)。将核小体中心序列等分为3个单元,发现中单元与核小体中心序列相对偏差的分布相似,两翼单元分布部分类似于连接序列,表明中单元的核小体定位信号强而两翼具有连接序列的部分序列特征。通过分析11个核小体连接序列长度组的G+C含量发现其长度与G+C含量成负相关,而MEME模体搜索结果显示11个长度组主要有4类保守模体,意味着连接序列的多样性。     

拉布拉多犬神经类型相关基因SNP的分析

目的检测拉布拉多犬基因组DNA中与神经类型密切相关的4个基因中的6个SNP位点,以期为拉布拉多犬神经类型的早期鉴定提供分子遗传学鉴定指标。方法依据中国导盲犬大连培训基地成熟的导盲犬神经类型行为学评估标准,选取典型的安静、活泼、胆小型(弱型)三种神经类型的犬各4只为研究对象,采取静脉血,提取血细胞的基因组DNA样本,采用PCR/测序方法和PCR-RFLP分析法对12个样本4个基因的6个SNP位点:COMT(G482A)、MOAB(T199C)、ABCB1(A985T、T3442C、377-378 ins C)、GNB1L(961-962 ins G)进行变异型检测,并统计分析SNP位点的变异型与神经类型的关联度。结果 COMT基因G482A SNP位点的G/A型在胆小型犬中所占比例显著高于其在活泼型和安静型中所占比例(P=0.014;P=0.014),A/A型在活泼型犬中所占比例显著高于安静型和胆小型中所占比例(P=0.025;P=0.025);MAOB基因T199C SNP位点的T/C型在安静型犬中所占比例显著高于其在活泼和胆小型犬中所占比例(P=0.025;P=0.025);ABCB1基因A985T SNP位点的T/A型在活泼型犬中所占比例显著低于其在安静和胆小犬中所占比例(P=0.014;P=0.014);ABCB1基因T3442C SNP位点的T/C型在胆小型犬中所占比例显著高于其在活泼和安静型犬中所占比例(P=0.025;P=0.025);ABCB1基因的377-378 ins C和GNB1L基因的961-962 ins G均没有发现显著性差异(P0.05)。结论 COMT基因G482A SNP位点的G/A型和A/A型,MAOB基因T199C SNP位点的T/C型,ABCB1基因A985T SNP位点的T/A和ABCB1基因T3442C SNP位点的T/C型与拉布拉多犬神经类型具有显著相关性,可做为拉布拉多犬神经类型早期鉴定的分子遗传诊断指标,但尚需大样本确认。     

基于DNA局域结构和统计物理模型识别核小体定位

核小体是真核生物染色质的基本单位。核小体的精确定位影响了基因组序列对结合蛋白的可及性、转录、遗传复制和重组。了解核小体在基因组的准确位置对理解真核生物的生命活动过程有重要作用。本文基于核小体的序列和结构特征及统计物理理论，用统计物理模型预测了核小体的定位。利用统计物理和信息论原理计算了酿酒酵母(S.cerevisiae)、人类(H.sapiens)、秀丽隐杆线虫(C.elegans)和黑腹果蝇(D.melanogaster)数据集中序列片段的DNA局部结构的总能量，基于核小体序列与非核小体序列的总能量差异进行分类，通过10倍交叉验证进行了性能评估。结果显示该模型具有较好的识别效能。     

从rbcL基因序列研究明福1号及其近似种苏丹草的亲缘关系

本实验通过对明福 1号及其近似种苏丹草的叶绿体 rbc L基因序列的测定和变异位点的分析 ,结果表明 :明福 1号 rbc L序列的 G+ C百分含量为 4 2 .93% ,而苏丹草 rbc L序列的 G+ C百分含量为 4 3.0 9% ;明福1号与苏丹草的 rbc L 序列的变异位点很少 ,仅为 4个 ,分别位于第 12 4 bp、6 41bp、84 9bp、880 bp位点上 ,总变异位点占总性状位点 (96 3bp)的 0 .4 1% ;同时 ,明福 1号与苏丹草的相似系数为 0 .997,表明明福 1号与苏丹草有极高的亲缘关系。     

基于LSTM的核小体序列可分类性分析

核小体是染色体的基本结构单元。将核小体序列和非核小体序列预处理为时间序列数据,利用LSTM(long short-term memory network)进行迭代训练和长、短程特征学习,得到的LSTM模型可以实现核小体序列92.67%的识别准确率。研究表明,核小体序列与非核小体序列具有不同的特征,并且核小体序列具有高度可分类性。基于核小体序列的高度可分类性,可以实现核小体序列与非核小体序列的判断识别,这对于核小体定位及其动态性、基因转录调控、DNA复制与修复和DNA序列的功能及进化等的研究具有一定的生物学意义和价值。     

核小体结合模体的理论预测和检验

核小体结合模体集合的理论预测对于全面了解核小体的定位和染色质重塑以及DNA序列的结构和进化具有重要的意义.以人类1号染色体基因间序列为样本,研究了8-mer相对模体数随频次分布的三峰现象.发现依照8-mer中CG二核苷含量分类,三个8-mer子集(记为iCG,i=1,2,3)形成独立的单峰分布,而依照其它15种二核苷含量分类则没有此现象.分析DNA序列的这一独特结构后,提出一个理论猜想,即含1CG的模体就是核小体结合模体集合.为了验证这一猜想,提取了1CG 8-mer中偏好和稀有的三核苷,分别构建了核小体特征参数Ktri(O)和Ktri(R),得到它们在基因转录起始序列(TSS)上的分布,将两类分布分别与实验给出的核小体占据率分布做线性拟合.统计结果显示,1177个TSS序列中,置信度大于95%的序列占到总数的89.2%,置信度大于99%的序列占到总数的81.6%.结果验证了1CG模体集合就是核小体结合模体的猜想.     

原核生物大肠杆菌基因组序列形成核小体能力的预测

以大肠杆菌基因组为研究对象,基于体外组装的核小体序列中k-mers频数信息,采用多样性增量结合二次判别算法对核心DNA和连接DNA进行分类预测,整体准确率和相关系数分别达到83.08%和0.619.对大肠杆菌、酵母和人类基因组中核小体定位序列与缺失序列中偏好的k-mers进行了比较,结果表明核小体缺失序列更为保守.     

酵母核小体中心序列与连接序列的差异分析

基于Brogaard等2012年给出的酵母全基因组单碱基精度的核小体定位图谱,从中提取出酵母基因组全部的核小体中心序列和连接序列.计算k-mer(k取4、5、6和8)在两类序列中的相对频率,分析两类序列中k-mer的使用差异.按照k-mer相对使用频率对数增序的方式排列模体,得到两类序列k-mer相对频率对数比的分布.结果显示模体长度越长两类序列的使用差异越明显,当k>7以后差异分布逐渐稳定.按照中心序列8-mer相对频率增序的方式排列模体,发现在相对频率小于0.5的区域,两类序列的8-mer使用差异显著.分别计算了7个抽样点附近中心序列偏好的8-mer和连接序列偏好的8-mer的G+C含量和二核苷含量.结果显示两类序列模体的G+C含量随着相对频率的增大而逐步减小,中心序列更加偏好GC和CG二核苷,而连接序列更加偏好GG二核苷和CC二核苷.这些主要的差异特征与实验分析结果一致.     

盐透析体外组装核小体及检测方法

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构核小体结构是研究与核小体及染色质结构相关课题的一种重要的方法手段.实验将ES1,CS1以及601DNA序列克隆到载体中,通过PCR大量扩增回收得到目的DNA条带,表达纯化了4种组蛋白且装配成组蛋白八聚体,在盐透析的条件下组装形成核小体结构,利用EB染色以及Biotin标记的方法分析检测了形成核小体的效率.结果显示,在盐透析的条件下,可以有效的组装形成核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA的比例增加,核小体的形成效率显著提高.本实验为核小体定位、染色质重塑及组蛋白变体等表观遗传学以及结构生物学领域的研究奠定一定的基础.     

多模型融合的输电线路绝缘子自爆故障检测

针对输电线路巡检图像中绝缘子自爆区域小、背景复杂与故障绝缘子类型复杂多样的特点,提出一种多模型融合计算的绝缘子自爆故障检测方法.通过分析现有绝缘子自爆故障检测算法差异性,选取检测性能差异较为明显的三个目标检测算法(Mask rcnn、 Retinanet、 Yolov3),计算得到巡检图像中绝缘子自爆区域坐标及置信度.再利用多模型融合计算,融合各模型检测结果.最后实现架空输电线路无人机巡检图像中绝缘子自爆故障检测,得到绝缘子自爆故障检测综合评价值为94.81%.所提方法在平均准确率、召回率、准确率方面均高于单一模型检测结果.实验结果表明,本方法能有效实现架空输电线路无人机巡检图像中绝缘子自爆故障检测,对输电线路智能化巡检故障诊断具有一定参考价值.     

Bioinformatic analysis of expressed sequence tags from sporophyte of Porphyra yezoensis （Bagiaceae, Rhodophyta）

A total of 719 expressed sequence tags (EST) clustered into 329 non?redundant EST groups are obtained from the sporophyte cDNA library of red algae, Porphyra yezoensis. Gene Ontology (GO) analysis is employed in characterizing 60 strictest annotated unique genes out of the 329 EST groups and some domains such as COX1, Sod-Fe-C, GST-N, SHMT, and RNase-PH related to the enzymes and proteins functioning in cells have been identified by HMMPFAM search. As its leafy gametophyte, the similar codon usage with strong bias is found in P. yezoensis filamentous sporophyte, regardless of some differences found in given amino acids. The average GC content of the 329 unique genes is 53.0%. In contrast, the third nucleotide of codon exhibits a higher GC content (72%) than that of the first (58%) and the second (42%) nucleotides. Similarity search of the present study shows a novel EST ratio of 60.2%, which is against the Porphyra ESTs database, suggesting further investigations towards elucidating the characteristics of Porphyra functional genome.     

斜带石斑鱼、赤点石斑鱼RAPD和线粒体Cyt b基因序列变异分析

斜带石斑鱼和赤点石斑鱼为具有重要经济价值的海水鱼类。对这两种石斑鱼进行了随机扩增多态DNA(RAPD)和线粒体细胞色素b(Cyt b)基因序列变异分析。计算多态位点百分率、基因多样性和香农信息指数等遗传参数,以此评估种内遗传变异水平;通过统计变异位点、平均核苷酸差异数、核苷酸多样性以及种间平均每位点核苷酸替代数进行基因序列变异分析,并构建UPGMA系统树。结果表明:斜带石斑鱼的遗传多样性水平高于赤点石斑鱼,这可能与它们在种内特定遗传结构、分布范围大小、自然资源状况的差异有关;斜带石斑鱼和赤点石斑鱼之间检测到的种特异RAPD条带以及基因序列的变异,可作为种间分子鉴定标记。     

果蝇胚胎不同表达水平基因内含子序列特征的比较分析

对果蝇胚胎低表达和高表达水平基因内含子的序列结构进行分析,发现2种表达水平的基因内含子序列特征有明显差异.高表达基因的内含子一般比低表达基因的长,其中高表达基因第1内含子的平均长度是低表达基因的2.62倍,第2内含子的平均长度是低表达基因的1.79倍.两类基因第1内含子中的CpG岛含量最高,并且高表达基因内含子中CpG岛含量要高于低表达基因.此外,与低表达基因相比,TATA box、CAAT box和GC box在高表达基因内含子中出现的频数明显要高些,尤其是在第1内含子中.作者还提取出果蝇胚胎2种表达水平基因第1内含子中高频出现的6-mer简单重复序列,发现一些重复序列与实验得到的转录因子结合位点相符合.这些结果提示内含子特别是第1内含子有可能调控果蝇胚胎基因的转录从而影响基因的表达水平.     

三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量特征

采用气象色谱-密闭式暗箱法对三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量进行了为期1年的观测.结果表明,香溪河库湾水-气界面N2O通量呈明显的季节性变化特征,秋末、冬季N2O释放通量高于其他季节,且呈明显的波动状态;夏季和秋季N2O排放水平较低,通量变化范围较小.总体上,香溪河库湾水-气界面N2O全年呈释放状态,但释放通量较小,与加拿大魁北克地区水库N2O释放通量相当.下游A点的释放通量明显高于中游B点,其年平均释放通量分别为0.226mg.m-2.d-1和0.164mg.m-2.d-1.通过对N2O释放通量与环境因子的相关性分析发现,香溪河下游A点的N2O释放通量受气温、水温、pH值等影响显著;而B点的N2O释放通量除与气温相关性较显著外,与其他环境因子的关系不显著.     

A Mott insulator of fermionic atoms in an optical lattice

Strong interactions between electrons in a solid material can lead to surprising properties. A prime example is the Mott insulator, in which suppression of conductivity occurs as a result of interactions rather than a filled Bloch band. Proximity to the Mott insulating phase in fermionic systems is the origin of many intriguing phenomena in condensed matter physics, most notably high-temperature superconductivity. The Hubbard model, which encompasses the essential physics of the Mott insulator, also applies to quantum gases trapped in an optical lattice. It is therefore now possible to access this regime with tools developed in atomic physics. However, an atomic Mott insulator has so far been realized only with a gas of bosons, which lack the rich and peculiar nature of fermions. Here we report the formation of a Mott insulator of a repulsively interacting two-component Fermi gas in an optical lattice. It is identified by three features: a drastic suppression of doubly occupied lattice sites, a strong reduction of the compressibility inferred from the response of double occupancy to an increase in atom number, and the appearance of a gapped mode in the excitation spectrum. Direct control of the interaction strength allows us to compare the Mott insulating regime and the non-interacting regime without changing tunnel-coupling or confinement. Our results pave the way for further studies of the Mott insulator, including spin-ordering and ultimately the question of d-wave superfluidity.     

A new method for splice site prediction based on the sequence patterns of splicing signals and regulatory elements

It is of significance for splice site prediction to develop novel algorithms that combine the sequence patterns of regulatory elements such as enhancers and silencers with the patterns of splicing signals. In this paper, a statistical model of splicing signals was built based on the entropy density profile （EDP） method, weight array method （WAM） and K test; moreover, the model of splicing regulatory elements was developed by an unsupervised self-learning method to detect motifs associated with regulatory elements. With two models incorporated, a multi-level support vector machine （SVM） system was devised to perform ab initio prediction for splice sites originating from DNA sequence in eukaryotic genome. Results of large scale tests on human genomic splice sites show that the new method achieves a comparative high performance in splice site prediction. The method is demonstrated to be with at least the same level of performance and usually better performance than the existing SpliceScan method based on modeling regulatory elements, and shown to have higher accuracies than the traditional methods with modeling splicing signals such as the GeneSplicer. In particular, the method has evident advantage over splice site prediction for the genes with lower GC content.     

CP/GC法测定AEO型非离子表面活性剂的(EO)n数

本文系统地研究了高级脂肪醇聚氧乙烯醚AEO型非离子表面活性剂醚键的氢碘酸断裂条件,并采用气相色谱分析法和容量分析法分别测定了样品的亲油基平均分子量及聚氧乙烯基的含量。根据AEO的环氧乙烷平均加成数与亲油基的平均分子量及聚氧乙烯基含量的定量关系,计算得出(EO)n。通过对测定结果重现性的考虑,证明了该方法的可靠性。     

悬垂绝缘子串动态风偏响应的数值模拟

针对传统计算方法的不足,采用有限单元法计算分析动态风作用下悬垂绝缘子串的风偏．利用ABAQUS有限元软件计算模拟了500kV高压输电线路中悬垂绝缘子串在2个典型阵风和脉动风作用下的风偏．计算结果表明,该2种动态风作用下悬垂绝缘子的风偏大于由现有高压输电线路设计规程方法确定的风偏,这可能是近年风偏闪络事故频发的原因之一．     

清代珠江流域旱涝灾害变化特征与R/S分析

在整理清代1644-1911年的历史文献资料的基础上,统计了珠江流域以及各个子流域的旱涝灾害发生频次.利用滑动平均、小波分析等方法研究了清代珠江流域的旱涝灾害演变趋势和周期;通过R/S分析计算Hurst指数,预测未来旱涝变化特征,并通过近50年的气象降水资料计算的SPI指数对预测结果进行验证.结果表明:清代珠江流域洪涝灾害的频次整体高于干旱灾害的频次,其中1695年、 1860年和1894年既发生了流域性干旱也发生了流域性洪涝;旱涝频次的主要振荡周期为32～34 a;珠江流域未来的干旱、洪涝灾害整体变化将与过去的变化趋势一致,且流域洪涝序列的Hurst指数比干旱序列的Hurst指数更为接近1.0,说明清代珠江流域洪涝序列的趋势延续性比干旱序列更强.