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农业昆虫中微RNA基因的生物信息学预测
作 者: 贾启东
导 师: 李飞
学 校: 南京农业大学
专 业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: miRNA 昆虫 EST 计算机预测 靶基因
分类号: S186
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
MicroRNA(miRNA)是一类新发现的,长度约为22个核苷酸的内源性非编码RNA. miRNA通过抑制或者降解靶标mRNA对靶标基因进行转录后调控。它在调节基因的转录与表达以及调控生物体正常发育等生物过程中发挥着重要作用。鉴于其在生物体中重要的调节作用,miRNA基因成为研究的重点和热点。目前,通过实验和生物信息的方法,大量的miRNA陆续在脊椎动物和植物中被发现。但是,在昆虫中,对于miRNA的研究局限于几种模式生物和基因组已测序的物种,而对于农业昆虫中的miRNA来说,研究相对较少。在本文中,我们通过整合比较基因组学和机器学习等生物信息学方法,建立了一个从63个昆虫的EST数据库中预测miRNA的流程。在本流程中,我们利用Triplet-SVM分类器来区分pre-miRNA的发夹结构和随机序列形成的发夹结构。由于Triplet-SVM分类器是利用人类miRNAs的前体序列进行训练的,因此,为了提高在昆虫中预测miRNA基因的准确度和特异性,我们用已知的昆虫miRNAs的前体序列重新训练了该分类器。我们在两个参数下进行预测,最终在严参数下从30个物种中预测了86个miRNAs,在松参数下从51个物种中预测出来330个miRNAs。从miRNA家族分析的结果来看,mir-467, mir-297和mir-466这3个家族的:miRNAs在昆虫中表现出高度的保守性。为了验证预测结果的可靠性,我们从东亚飞蝗(Locusta migratoria)中预测出来的27个miRNAs中随机选取了9个用RT-PCR进行验证,其中8个成功验证。我们也对预测出来的miRNAs的靶基因进行了预测,找到了59个靶基因。Gene Ontology的分析结果表明,大多数靶基因编码的产物为转录因子,具有结合和催化活性。
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全文目录
摘要 6-7ABSTRACT 7-8缩略词-中英文对照 8-9第一章 文献综述 9-23 一、miRNA的发现 9-11 二、miRNA的特征 11-13 三、miRNA的形成 13-15 四、miRNA的作用机制及功能 15-17 五、miRNA的鉴定方法 17-19 5.1 正向遗传筛选法 17-18 5.2 直接克隆法 18-19 5.3 生物信息学预测 19 六、miRNA靶标基因的确定 19-21 七、本研究的目的及意义 21-23第二章 材料与方法 23-37 1. 数据搜集 23-25 2. 使用数据库及软件 25 3. Triplet-SVM分类器的重新训练 25-27 3.1 昆虫miRNA正样本的选取 26 3.2 昆虫miRNA负样本的选取 26 3.3 分类器的训练 26-27 4. 昆虫miRNA的预测 27-29 5. 昆虫miRNA靶基因的预测 29 6. 东亚飞蝗中miRNA的实验验证 29-37 6.1 供试昆虫 30 6.2 主要试剂 30 6.3 主要仪器设备 30 6.4 总RNA的提取 30-31 6.5 cDNA第一链的合成 31-32 6.6 PCR引物 32 6.7 PCR反应体系 32-33 6.8 常规分子克隆 33-37 6.8.1 PCR产物回收与纯化 33 6.8.2 连接反应 33-34 6.8.3 连接产物的转化、单克隆 34 6.8.4 重组质粒的提取及检测 34-35 6.8.5 序列测定与分析 35-37第三章 结果与分析 37-51 1. Triplet-SVM的重新训练 37-38 2. 农业昆虫中miRNA的鉴定 38-46 3. 昆虫miRNA靶基因的鉴定 46-49 4. 实验验证东亚飞蝗中的miRNA 49-51全文总结 51-53参考文献 53-61附录:攻读学位期间发表的学术论文目录 61-63致谢 63
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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 农业生物学 > 农业昆虫学
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