454 GS Junior测序平台用于细菌基因组de novo测序的评价

目的评价454 GS Junior测序平台在细菌基因组测序中的应用价值。方法利用454 GS Junior测序平台测定1株霍乱弧菌的基因组序列,组装注释后,与参考序列霍乱弧菌O1埃尔托生物型菌株N16961基因组序列进行比对。结果共获得37Mbp数据,平均读长为322bp。数据组装后,得到170个序列重叠群,总长为3.96Mbp。与参考序列相比,测定序列对于参考序列的覆盖度达到99.49%,参考序列96.76%的基因被完整测出同源基因。结论 454 GS Junior测序平台可以用于细菌基因组的快速测定。     

肠杆菌科菌株基因组水平上的遗传差异(ANI)及其在菌种鉴定上的应用

本研究探讨了高通量测序方法在肠杆菌科菌种鉴定中直接应用的可能性,第一次提出并验证了基因组平均遗传相似度(ANI)指标在肠杆菌科鉴定中的有效性,为该技术的进一步发展提供了数据积累。     

病原菌基因组岛的预测及相关基因的功能研究

目的通过对病原菌基因组进行预测和对相关基因功能进行研究,探讨病原菌基因组岛对其基因组结构及功能的影响。方法通过生物信息学方法,根据GC含量异常预测基因组岛,对相关基因进行COG功能注释,对基因组岛的分布特点和相关基因功能进行分析。结果在276株病原菌基因组上预测得到了2945个基因组岛,相关基因9219个,以"细胞壁、细胞膜、包膜的生成"、"复制、重组和修复"、"预测的功能蛋白"及"转录"功能最多。结论病原菌基因组岛与水平基因转移密切相关,是病原菌获得新功能特性的重要来源,通过对基因组岛及其相关基因的功能特点进行深入研究,能够极大推动细菌致病性、耐药性的机制研究,对疾病的治疗和预防控制具有重要意义。     

基于16S rDNA数据库的细菌在线分类鉴定平台的构建

目的 利用且兼并简化现有16S rDNA基础数据库,建立可用于传染病预防控制及感染性疾病的临床诊疗的细菌快速分类的核糖体基因数据库,构建快速鉴定在线分析平台。 方法 收集整理已有的包括RDP、GenBank、SILVA、HOMD等国际公认、公开的16S rDNA数据库,进行整理、筛选和去冗余,重新构建16S rDNA数据库。利用生物信息学构建自动化分析流程,并利用先进的web 2.0、JAVAEE等技术开发设计数据库系统及网站,构建了自动化的在线细菌分类鉴定平台。 结果 通过核酸序列比较,将已公布的1 450 265条16S rDNA序列简化为具有代表性的96 138条序列,并构建了序列数据库。结合序列比较、序列聚类等生物信息方法,建立了基于web的快速检索系统(http://ssu.bioinfo-icdc.org)。 结论 通过构建基于16S rDNA序列的细菌分类鉴定在线分析平台,具有快速、简单、明确的特征,能够对病原菌进行快速、准确的分类学鉴定,有效提高传染病预防控制和感染性疾病临床诊疗中的病原菌鉴定和疫情溯源的速度,为及时实施有效治疗和控制措施赢得时间。     

单增李斯特菌EGD-e基因组的密码子使用分析

目的 以单增李斯特菌EGD-e为研究对象,分析其密码子使用模式及影响因素。 方法 利用Codon W在线工具分析单增李斯特菌EGD-e基因组的密码子使用情况;利用对应分析、ENC绘图(Nc-plot)等推测影响单增李斯特菌EGD-e密码子偏性的因素;利用高表达优越密码子分析法确定单增李斯特菌EGD-e基因组的主要偏爱密码子。 结果 单增李斯特菌EGD-e基因组中G+C含量仅为37%,偏爱使用以U或A结尾的密码子;对应分析显示第1条向量轴与G+C(R=-0.182, P0.01)、CAI(R=-0.740, P0.01)呈显著相关,且与后者的相关程度明显高于前者。 结论 单增李斯特菌EGD-e基因组的密码子使用具有一定的偏性;推测基因的表达水平是影响单增李斯特菌EGD-e基因组密码子使用的主要因素。同时,基因组密码子使用偏性还受到碱基组成的影响,而基因长度对密码子的使用偏性影响不大。最后确定了UUC、UUA等27个密码子为单增李斯特菌EGD-e的最优密码子。这些结果将为进一步研究单增李斯特菌的基因组学提供基础。     

利用网络爬虫技术分析我国活禽贸易与H7N9禽流感病毒传播的关系

采用网络爬虫技术分析2013年中国各省份通过活禽贸易携带H7N9禽流感病毒活禽的可能传播方向和范围,并预测疫情发展趋势。数据分析显示,有18个省份存在高感染风险,其中13个省份截止2014年2月已有报告病例。预测5个元感染风险的省份迄今未报告病例。     

病原菌特异基因数据库系统的开发及应用

利用前期研究获得的病原菌各分类水平特有同源基因,构建了病原菌特异基因数据库,采用四层架构模型和单向依赖结构构建了在线展示及查询系统,为科研工作者提供了病原菌特异基因基础数据。可通过简洁直观的方式进行查询和展示,为分型位点筛选、检测芯片设计、核心基因组研究等工作提供相应位点选择依据,为病原菌相关研究工作提供了便捷工具,可加快相关病原菌检测和分型方法的建立。在目前新型病原菌不断出现、治疗愈加困难等越来越严峻的传染病预防控制形势下,具有重要应用价值和现实意义。