一、基因密码与生命预测（论文文献综述）
查尔顿·佩特斯,余书华[1]（2021）在《脱身策略》文中研究说明一家着名医药科技公司创始人乔丹·帕里什拥有一个美满的家庭,然而,看似成功的人生其实早已千疮百孔。乔丹觉得自己山穷水尽,心力交瘁的他只想着早日逃离现实。乔丹的心理医生罗森给了他一个电话号码,告诉他这是一条不能回头的路。绝望的乔丹拨通了电话,随后被自称是"脱身策略公司"的人带走。这家公司专门帮助那些想要摆脱现有生活,在世界的另一处改头换面、重新生活的人。他们制造了乔丹遭遇车祸死亡的假象,乔丹的家人获得了一笔赔偿金,接受了这个事实。但是乔丹很快就后悔了,他不愿以这种狼狈的方式退出原来的生活。想念家人的他希望回归家庭,但脱身策略公司的人强行将乔丹送到日本,严格监视他的生活。乔丹无意中发现以前的同事兼好友亚历克斯与脱身策略公司有过联系。难道这一切都是圈套?
李娟[2]（2021）在《管蚜蝇族线粒体基因组结构及系统发育分析》文中认为管蚜蝇族Eristalini隶属双翅目Diptera蚜蝇科Syrphidae管蚜蝇亚科Eristalinae,是该亚科内物种较为丰富的一个类群。成虫喜食花粉和花蜜,是一类重要的传粉昆虫。该族全世界已知约42属1000余种,我国分布有14属100种。管蚜蝇族内属间的系统发育关系研究主要是基于cox1和Cytb基因,由于单基因或少数基因联合提供的遗传信息较少,致使研究结果不全面且存在差异,因此选择包含遗传信息量多的基因组是十分必要的。线粒体基因组基于母系遗传、分子量小、进化速率快和基因结构稳定等特点,在重建昆虫系统发育关系中起着重要的作用。截至2021年2月,Gen Bank、DYRAD和GSA3个数据库公布了7条管蚜蝇族昆虫完整的线粒体基因组序列,仅代表2个属,比较分析管蚜蝇族线粒体基因组的基本结构特征以及了解属、种间的系统发育关系,缺乏足量数据和代表性。因此,本文新增测序7属14种管蚜蝇族昆虫的线粒体基因组全序列,并结合Gen Bank等数据库中已公布的蚜蝇科序列,基于这些数据分别构建了4个数据集,探讨管蚜蝇族内属种间的系统发育关系。主要研究结果如下:1.共获得7属14种管蚜蝇族昆虫完整的线粒体基因组。2.结合Gen Bank已发布的7条全序列,对管蚜蝇族21个物种进行比较线粒体基因组分析发现:（1）管蚜蝇族线粒体基因组全序列大小在15,348-16,245 bp之间。碱基使用方面表现出强烈的AT偏向性。（2）21个管蚜蝇族昆虫的线粒体基因组全序列在基因组成、位置和方向等方面十分保守,与果蝇（Drosophila yakuba Burla,1954）线粒体基因组一致,没有发现基因重排。（3）13个蛋白编码基因的起始密码为ATN、GTG、TCG和TTG,21个物种的nad1基因均使用TTG作为起始密码子。终止密码子为TAA、TAG和不完整的终止密码子T或TA。（4）除t RNA-Ser1之外,其余t RNA基因的二级结构为三叶草型。16S r RNA二级结构存在5个结构域（I、II、IV、V和VI）,包含43个茎环结构;12S r RNA的二级结构存在3个结构域（I、II和III）,包含24个茎环结构。（5）管蚜蝇族线粒体控制区含有较为分散的重复序列,在近3’端三分之一或四分之一处有1个稳定的茎环结构（Stem-loop）。3.基于36条蚜蝇科Syrphidae线粒体基因组序列构建系统发育关系。8个系统发育拓扑结构基本一致,支持蚜蝇亚科Syrphinae为单系群,管蚜蝇亚科Eristalinae没有恢复为单系。管蚜蝇族Eristalini的单系性得到了很好的支持,管蚜蝇属Eristalis和宽盾蚜蝇属Phytomia均为单系性,毛管蚜蝇属Mallota和斑眼蚜蝇属Eristalinus的单系性仍需进一步深入研究。管蚜蝇族内属间的系统发育关系为:条胸蚜蝇属Helophilus+（拟条胸蚜蝇属Parhelophilus+（粉颜蚜蝇属Mesembrius+（毛管蚜蝇属Mallota+（管蚜蝇属Eristalis+（宽盾蚜蝇属Phytomia+斑眼蚜蝇属Eristalinus）））））。
王思瑶[3]（2021）在《IGF-1 c.258A>G同义突变小鼠模型的构建及其功能解析》文中研究指明除环境、营养等因素的制约,动物的生长发育调控还受到长期的遗传选择,其中神经内分泌生长轴中的IGF-1基因被认为对机体生长发挥至关重要的作用。小型猪因独有的生理特性和其比例性矮小的体型而备受关注。为探究体型形成的潜在调控机制,课题组在观察到不同体型猪IGF-1表达差异的基础上,筛查出不同体型猪IGF-1基因外显子上仅有1个同义突变c.258A>G,并初步在细胞水平检测到了该同义突变对基因表达的影响。研究表明同义突变能够通过影响蛋白质合成过程中的多个方面来影响基因的表达,此外,还能通过改变新生肽链折叠方式进而在不改变氨基酸种类的前提下影响蛋白质的生物学功能。但目前对同义突变分子机制的解析仍局限于体外实验,因此,本实验首先构建动物单碱基突变模型旨在体内水平解析IGF-1基因同义突变c.258A>G的作用及作用机制。随着单碱基编辑技术的不断突破,本研究利用ABEmax碱基编辑器构建IGF-1 c.258A>G同义突变小鼠模型。鉴定基因型和脱靶情况后,稳定遗传至F2代小鼠。为探究该同义突变是否影响IGF-1基因表达,本实验分别用RT-q PCR和Western Blot检测野生型、杂合突变型以及纯合突变型小鼠在不同生长发育时期肝脏中IGF-1基因表达情况,并利用ELISA检测血清中IGF-1的分泌情况。实验结果发现相比较于野生型小鼠,6周龄和8周龄纯合突变小鼠肝脏IGF-1表达水平具有一定下降趋势,但无显着性差异（p>0.05）,而8周龄IGF-1 c.258A>G纯合突变小鼠血清中IGF-1分泌水平呈现出显着性降低（p<0.05）。与此同时,监测F2代野生型、杂合突变型以及纯合突变型小鼠的生长曲线以及体长情况,计算8周龄小鼠的脏器指数,并利用X射线和组织形态学染色观察其骨骼发育情况。检测结果表明,各基因型小鼠的生长发育和全身骨骼未发现显着性差异,股骨骨骺和生长板发育也没有异常或畸形的表现,推测该同义突变对IGF-1含量的下调程度不大,可能受到其它代偿效应的弥补,因而不足以引起机体的生长发育和体型性状较大的波动。基于该同义突变所在密码子编码的氨基酸为丙氨酸（Ala）,本研究为探索t RNA种类和丰度以及序列上下文是否影响同义密码子的功能,将四种同义密码子替换IGF-1成熟肽序列中的所有Ala,另外互换GCG和GCA两种同义密码子的位置,并以普遍的大型猪种中IGF-1成熟肽序列为野生型作为对照。最终成功构建6组携带不同Ala同义密码子的IGF-1重组表达载体,并在重组IGF-1的C末端加入FLAG标签。分别将不同表达载体转染至PK-15细胞中,RT-q PCR和Western Blot检测细胞内FLAG的表达量。结果显示,四种同义密码子编码的IGF-1表达水平与t RNA丰度和密码子偏爱性趋势相一致,但均低于IGF-1-WT组的表达量（P<0.05）。为进一步探究不同Ala同义密码子影响IGF-1蛋白质合成的分子机制,本研究检测了mRNA二级结构和稳定性。结果表明,不同同义密码子组合编码的IGF-1具有不同的mRNA二级结构,并影响IGF-1转录和翻译水平的稳定性。除IGF-1-GCT组呈现出的IGF-1 mRNA衰减趋势与IGF-1-WT组基本一致外,其他组的mRNA稳定性都在一定程度上高于IGF-1-WT组。此外,在蛋白质水平上,根据蛋白质翻译起始速率和蛋白质半衰期的检测结果表明,携带不同Ala同义密码子的IGF-1蛋白质合成起始速率也各不相同。IGF-1-WT组的IGF-1蛋白质半衰期最短,而IGF-1-GCG组和IGF-1-GCC组的稳定性显着高于IGF-1-WT组（P<0.05）。进一步,为验证IGF-1基因编码区上的Ala同义突变替换是否干扰基因的生物功能,CCK-8实验结果显示各表达载体编码的IGF-1能够影响PK-15细胞的增殖情况。综上,本研究在动物水平上评估了潜在参与体型形成的关键基因IGF-1上同义突变c.258A>G对个体表型和基因表达及分泌的影响程度,进一步探索了同义密码子影响基因表达和生物学功能的分子机制。我们认为虽然不同同义密码子的使用具有偏好性,但最优的组合能够使得基因在表达、稳定性和生物学功能上维持相对优势的平衡。
秦珂嵩[4]（2021）在《仓鼠科红背?、东方田鼠、黑线仓鼠线粒体DNA全序列及系统进化分析》文中研究说明仓鼠科（Circetidae）,隶属于啮齿目（Rodentia）,同时也是啮齿类哺乳动物中物种最为丰富的一个科,包括103属,652种。仓鼠科物种主要集中在古北区的中低维度地区,独特的地理条件以及干旱季风气候赋予了该物种极强的生存能力,因此是啮齿动物起源的理想物种。线粒体是细胞内典型的半自主性细胞器,其特点是基因拷贝数量大,但基因组较小,基因排列也相对保守一些,因此线粒体是研究物种系统发育的理想材料。近年来,随着分子生物学的迅速发展,越来越多的物种线粒体基因组被测定出,测定物种的线粒体基因组全序列的工作已成为热门。本研究将传统形态学与系统发育学相结合,测定了仓鼠科下红背?（Myodes rutilus）、东方田鼠（Microtus fortis）、黑线仓鼠（Cricetulus barabensis）这3个物种的线粒体全基因组序列,并对其进行了注释与分析,将测得的mt DNA全序列上传至NCBI-Gen Bank序列数据库中,序列号分别为MK482363、MK805519、MN056361。并从序列库中下载了22种仓鼠科物种的mt DNA与测得的3个物种相结合,选取扁颅鼩鼱（Sorex roboratus）做为外群,以GTR+G+I模型作为最适进化模型,采用最大似然法（ML）和邻接法（NJ）进行系统进化分析。本研究所获得的主要结果如下:（1）将待测的3种样本与Gen Bank中选取的36种物种相累加,并选取扁颅鼩鼱作为外群。结果显示,HB1应为红背?、DF1应为东方田鼠乌苏里江亚种（Microtus fortis pelliceus）、HX1应为黑线仓鼠,线粒体Cytb基因构建系统进化树的结果与形态学鉴定的结果相一致。（2）测定了红背?、东方田鼠乌苏里江亚种、黑线仓鼠的线粒体全基因组,三种仓鼠科物种的线粒体全基因组为双链环装分子,全长分别为16296bp、16310 bp、16282 bp,且均含有13个蛋白质编码基因、2个核糖体RNA（r RNA）、22个转运RNA（t RNA）、1个L链复制起点和1个控制区;三种仓鼠科物种的基因排列和转录方向与其他仓鼠科动物类似。（3）红背?、东方田鼠乌苏里江亚种、黑线仓鼠的线粒体全基因组种A+T%的含量分别为59.8%、59.9%、62.4%,碱基组成具有一定的A/T偏向性。（4）在蛋白质的编码基因起始密码子的使用方面,除ND1、ND2、ND3、ND5以特殊的GTG、ATT和ATA外,其余均已ATG作为起始密码子;在终止密码子使用方面,红背?与东方田鼠的终止密码子则均存在不完整单脱氧核苷酸（T--或TA-）,而黑线仓鼠的终止密码子仅存在不完整的单脱氧核苷酸（T--）,其余均为典型的终止密码子TAA。（5）红背?、东方田鼠乌苏里江亚种、黑线仓鼠线粒体基因组r RNA序列比较保守;除t RNA-Ser外,其余21个t RNA均属于典型的三叶草结构;12s RNA长度分别为949 bp、950 bp、954 bp;16s RNA长度分别为1516 bp、1563 bp、1561 bp;t RNA的长度在59-75 bp。D-Loop区长度分别为948 bp、921 bp、885 bp,且都包含了3个结构:扩展末端相关序列（ETAS）结构域、中央保守结构域（CD）和保守序列块（CSB）结构域。（6）利用Cytb基因序列与mt DNA全基因序列,使用ML和NJ法构建系统发生关系与遗传距离表显示的信息相符。在所研究的3个物种中,红背?与东方田鼠乌苏里江亚种的亲缘关系较近。在所选取的25个仓鼠科物种中,红背?和欧洲棕背?（Myodes glareolus）的遗传关系最近,和哈萨克仓鼠（Allocricetulus eversmanni）的遗传关系最远;东方田鼠乌苏里江亚种和同种的指名亚种（Microtus fortis fortis）、长江亚种（Microtus fortis calamorum）亲缘关系较近,此外与台湾田鼠（Microtus kikuchii）的亲缘关系最近,和哈萨克仓鼠（Allocricetulus eversmanni）的亲缘关系最远;黑线仓鼠和中国地鼠（Cricetulus griseus）的亲缘关系最近,和卡氏田鼠（Microtus cabrerae）的亲缘关系最远。
吕士凯[5]（2021）在《真菌胁迫响应TaNAC基因和小麦杂种衰亡分子机理研究》文中提出小麦（Triticum aestivum L.）是世界上最主要的粮食作物之一,条锈病和白粉病均是严重威胁小麦生产安全的病害。小麦杂种衰亡是一种并不少见的过早衰老或过早死亡表型,是优良基因转移及品种改良的障碍。杂种衰亡可能是由植物响应病原菌胁迫相关基因进化出多效性的叠加导致的。NAC转录因子基因家族在植物衰老和生物胁迫响应中均发挥重要的调节作用。开展小麦抗病研究,挖掘抗病TaNAC基因并探究其抗病机制,对保证小麦生产安全具有重要意义,且有助于丰富对小麦抗病机制的理解。开展小麦杂种衰亡的遗传规律分析验证、调控基因的精细定位及调控机制的多组学研究,有助于克隆杂种衰亡调控基因并解析其分子基础和调控机理,有助于消除杂种衰亡基因对育种选择造成的障碍,促进小麦育种事业的发展。同时开展小麦真菌胁迫响应、杂种衰亡及相关NAC转录因子调控的研究,明确三者的关系,有助于丰富对植物抗病基因功能与机制的理解,促进小麦聚合抗病基因杂交育种进程。本研究以兼抗白粉病与条锈病的普通小麦优异种质N9134为材料,在两种病菌胁迫下对TaNAC基因进行系统性克隆。按照从N9134得到和从小麦参考基因组提取两类,对TaNAC转录本进行比对分析,同时分析克隆得到TaNAC转录本的特征,研究它们结构变异与真菌胁迫的关系,进一步探究TaNAC基因可变剪切在小麦真菌胁迫响应中的调控规律。基于多种不同遗传群体,开展小麦杂种衰亡研究,分析并完善Ne基因的复等位基因、剂量效应等理论。创制杂种衰亡回交分离群体并结合开发的SNP标记,构建了冬小麦Ne1和Ne2的高密度遗传图谱。基于杂交测验和分子标记检测,系统分析Ne1和Ne2在我国小麦品种（系）中的分布情况。此外,基于背景一致的性状分离遗传群体（两种表型4种基因型）,借助转录组（2+3）、蛋白组和代谢组测序技术,开展小麦杂种衰亡调控机制的研究。主要研究结果如下:1、小麦TaNAC基因家族被重新鉴定为包括460个基因位点的559个转录本（IWGSC Ref Seq v1.1）;发现N9134中约1/3（54/154）的TaNAC基因在苗期参与白粉菌和条锈菌胁迫的响应过程。从两种真菌胁迫的N9134中,获得186个TaNAC转录本（167个为克隆得到）,其中180个为新转录本并上传到Gen Bank。发现真菌胁迫的N9134中,差异表达TaNAC基因转录的“非正常”编码转录本的比例更高（p=0.0098）,TaNAC MTFs编码序列的比例相对参考基因中的比例更高（p=0.003）;发现紧随NAM结构域、且相对保守的氨基酸基序（WV[L/V]CR）可能与TaNAC转录因子响应真菌胁迫有关。结果表明,小麦TaNAC基因可以通过形成不同结构变异转录本的方式响应真菌胁迫。发现并整理的响应条锈病和（或）白粉病胁迫的TaNAC及其结构变异转录本,为解析TaNAC参与小麦对生物胁迫的响应机制提供了丰富资源。2、选取由13个基因可变剪切形成的35个TaNAC转录本进行深入分析,发现可变剪切事件通过改变转录本的序列结构,进而改变其编码产物的结构、理化性质等,最终影响其亚细胞定位和转录调控活性等。通过分析TaNAC基因及其编码区的靶标taemi RNAs,发现具有可变剪切转录本的TaNAC基因与tae-mi RNA的结合位点均位于非可变剪切区域。综合上述结果推断,TaNAC基因可以通过可变剪切的转录后调控方式参与小麦响应真菌胁迫的过程;靶定位点在TaNAC基因编码区的tae-mi RNA可以独立于可变剪切行使转录后调控功能。3、构建了冬小麦Ne1和Ne2的高密度遗传图谱,其中,Ne1位于5BL上的标记NWU5B4137（383.40 Mb）和NWU5B5114（388.01 Mb）之间（IWGSC Ref Seq v1.0）,两标记相距0.50 c M;Ne2与2BS上的标记Lseq102（156.59 Mb）和TC67744（157.76Mb）共分离。系统遗传分析发现,N9134的Ne1不同于Spica和Ta4152-60的Ne1,周麦22的Ne2不同于Manitou、WL711和Pan555的Ne2;Ne基因的剂量效应也存在于中度和重度杂种衰亡系统,遗传背景也可能影响杂种衰亡的症状。通过系统分析国内外1364种小麦品种（系）中Ne1和Ne2的基因型频率,明确了二者在我国小麦主产区中呈现离散分布的特征及比例;发现我国现代小麦品种（系）Ne基因型频率的现状应该由地方品种（系）（贡献Ne1）和现代引进品种（系）（贡献Ne2）共同作用形成。根据本研究的材料及其系谱分析推断,冬小麦的Ne1可以直接来源于野生二粒小麦,而Ne2可能起源于黑麦。本研究为图位克隆Ne1和Ne2打下了坚实基础,向更好地理解小麦杂种衰亡迈出了重要一步。4、利用衰亡表型且基因型为Ne1Ne2的样本与正常表型基因型分别为Ne1ne2ne2、ne1ne1Ne2、ne1ne1ne2ne2的样本,通过转录组（2+3）、蛋白质组和代谢组联合分析,发现杂种衰亡过程主要涉及植物与病原体的互作（ko04626）、植物激素信号转导（ko04075）、内质网中的蛋白质加工（ko04141）、氨基酸的生物合成（ko01230）、苯丙烷类化合物的生物合成（ko00940）、α-亚麻酸代谢（ko00592）等KEGG途径。推断:植株防御系统失调引起在没有病菌侵染时防御反应仍被激活,产生最初的代谢产物（氨基酸）;而Ne1和Ne2协同表达,导致前述产物代谢途径失调,使其持续积累;达到一定浓度后,其作为反应底物或信号物质,激活茉莉酸（Jasmonic acid,JA）信号介导的衰老和病程相关程序性细胞死亡,继续产生并积累各种氨基酸,循环往复持续进行,导致Ne1Ne2基因型植株从一定发育阶段开始,表现细胞死亡加速的杂种衰亡性状;NAC转录因子参与这一过程的调控,且茉莉酸起关键信号转导作用。由防御系统失调引起的病程相关程序性细胞死亡,既是杂种衰亡性状的启动因素,也是杂种衰亡表型的主要形式。
温睿[6]（2020）在《三种蜘蛛丝蛋白基因结构及仿生蛛丝的性能研究》文中指出蜘蛛丝因其优异的力学性能和良好的生物相容性,近年来一直受到研究人员的广泛关注。圆网蜘蛛具有7种类型的产丝腺体,能够分泌6种丝纤维以及一种湿胶,而且每种丝纤维都表现出独特的生物学功能和材料学特性。在这些类型的丝纤维中,管状腺丝（Tubuliform silk）主要用于形成卵袋的外层丝,并保护卵袋内的蜘蛛卵免受外界环境的干扰,具有良好的韧性及断裂强度。而葡萄状腺丝（Aciniform silk）在所有类型的蛛丝中具有最强的韧性,用于对猎物的包裹及形成卵袋的内层结构。正因为蛛丝的这些优良的材料学特性,因此在组织工程、航空航天和军事等领域具有巨大的应用价值。然而,由于蜘蛛同类相食的天性及自身产丝量低等因素,从而难以对蜘蛛进行大规模饲养获取丝纤维。因此,利用生物技术手段制备仿生蛛丝便成为获取蛛丝纤维的主要途径。随着国内外研究人员对蛛丝蛋白不断地深入研究,已有关于蛛丝蛋白基因的鉴定被陆续地报道。然而,由于蛛丝基因大,重复序列长且复杂和GC含量高,因此所报道的蛛丝基因大多数为片段化的序列,只有少量的蛛丝蛋白全长基因被测序鉴定。另外,之前研究人员通过构建基因组文库或c DNA文库,对包含蛛丝基因的阳性克隆进行筛选蛛丝而获取全长编码基因序列。此方法尽管能从基因组DNA中钓取完整的目的基因,但因其具有盲目性、专一性差和效率低下等缺点,严重滞后了对蛛丝蛋白全长基因序列的研究进展。蛛丝蛋白全长基因序列的稀缺性不仅无法满足高性能仿生蛛丝纤维制备的需要,同时也限制了对蛛丝基因分子进化机制的进一步了解。此外,由于对天然蛛丝的成丝机理了解有限,导致目前的纺丝方法所制备的仿生蛛丝纤维的力学性能与天然蜘蛛丝有着很大差距。因此,改良纺丝工艺,选择合适的纺丝试剂对于提升仿生蛛丝性能具有重要意义。本论文以大腹园蛛（Araneus ventricosus）管状腺丝（Tubuliform spidroin,Tu Sp）和葡萄状腺丝（Aciniform spidroin,Ac Sp）为研究对象,利用简并PCR、锚定PCR、长距离PCR（LR-PCR）以及RACE等一系列PCR技术,克隆出三条蛛丝蛋白全长编码基因,为高性能仿生蛛丝的制备提供了新的基因蓝图,进一步揭示了蛛丝蛋白的多样性,为研究蛛丝基因的分子进化机制提供更多详实的数据。同时,本论文还构建并表达了两类重组蛛丝蛋白,系统地研究了蛋白分子量以及纺丝试剂对丝纤维性能的影响,并制备出了高性能仿生蛛丝纤维,为今后在生物医学材料领域的应用奠定了坚实的理论基础。本论文的研究内容主要由以下五个课题组成:1. 蛛丝蛋白Tu Sp1全长编码基因结构分析。作为一种用于构建蜘蛛卵袋外层结构的丝纤维,由管状腺体所分泌的管状腺丝具有良好的力学性能,同时能够抵御卵袋外部环境对蜘蛛卵的侵袭,例如温度的变化以及有害微生物等。因此,对于管状腺丝的研究对制备出具有良好材料学特性的新型生物材料具有重要的意义。在本章中,利用简并PCR、锚定PCR以及LR-PCR技术,从A.ventricosus基因组DNA中成功地克隆并鉴定出A.ventricosus Tu Sp1全长编码基因。对该全长基因序列分析后,结果显示该基因长达5763 bp,共编码1921个氨基酸。没有检测到内含子。此外,其重复区内具有9个在序列上彼此相似度极高的重复单元。丝氨酸（Ser）与丙氨酸（Ala）是Tu Sp1中最为丰富的氨基酸,分别占27.9%和23.8%。二级结构预测结果表明该蛋白的NT和CT各自存在5个α-螺旋（α-helix）结构。A.ventricosus Tu Sp1的疏水性预测结果显示,该蛋白总体上表现出较强的疏水性。对A.ventricosus Tu Sp1全长基因序列的鉴定不仅能够为仿生蛛丝的制备提供更多的基因资源,而且对于了解长且带有重复序列的基因的分子进化动力学也至关重要。2. 探索Tu Sp1重组蛛丝蛋白的外源表达以及纺丝纤维的性能。在上一研究获得Tu Sp1基因序列之后,利用外源宿主表达重组蛋白并制备相应的仿生蛛丝便成为了研究重点。在本章中,将Tu Sp1的NT和CT结构域与1～4个Tu Sp1的重复单元（Rp）进行嵌合,构建了4个含有不同重复单元数量的重组蛛丝蛋白NTR1-4CTTu Sp1。4种重组蛋白在大肠杆菌（E.coli）中的表达结果显示,随着重复单元的增加,蛋白的产量随之减少。此外,具有4个重复单元的蛋白NTR4CTTu Sp1没有表达,而且NTR1-3CTTu Sp1都表达在包涵体中。由于NTR2-3CTTu Sp1的产量低,且纯化较为困难,因此以NTR1CTTu Sp1为代表制备重组蛛丝纤维。二次拉伸已被证明可以提高人造丝纤维的品质。虽然NTR1CTTu Sp1蛋白的分子量小只有50 k Da,但NTR1CTTu Sp1纯化后溶解在六氟异丙醇（1,1,1,3,3,3-hexafluro-2-propanol,HFIP）中,在凝固浴中进行湿纺及二次拉伸之后,力学性能测试结果表明二次拉伸得到的丝纤维具有约400 MPa的断裂强度,几乎和天然包卵丝相当,韧性可达100 MJ/m3。本章以分子量较小的NTR1CTTu Sp1蛋白为原料所制备的仿生蛛丝综合性能优良,证明了A.ventricosus Tu Sp1对于生产高品质生物材料是一种非常理想的蛛丝基因。同时,为了纺织出性能更为优越的丝纤维,仍需在密码子优化和表达宿主方面进行研究以提高其余三种重组蛋白的产量。3. 葡萄状腺丝蛋白Ac Sp1全长基因的克隆及分析。葡萄状腺丝在蜘蛛的繁殖和捕食过程中都具有重要作用,主要用于包裹猎物以及形成卵袋内层丝结构。同时,因其兼具高强度和高延展性,因此在所有类型的蛛丝中具有最强的韧性。本章利用上述的PCR技术,成功地克隆并测序了Ac Sp1全长编码基因序列,其序列显示该基因可达10338 bp,编码3445个氨基酸。其重复区由15个长且复杂的重复单元所组成,并且这些重复单元之间具有极高的序列相似度。相较于Tu Sp1,Ac Sp1中Ser（18.0%）与Ala（12.6%）含量较低,而甘氨酸（Gly）含量有所提高,达到14.5%。Ac Sp1的二级结构预测表明,其NT端存在5个α-螺旋,而CT端只包含4个α-螺旋。系统进化树的结果显示,Ac Sp1与Tu Sp1基因很有可能起源于一个共同的祖先丝基因,在经过数亿年的进化后,形成各自高度分化的丝基因。对于A.ventricosus Ac Sp1基因序列的克隆分析不仅有助于更为深入地了解不同蛛丝基因之间的演化历史,而且还为制造出高韧性的仿生丝纤维提供了可利用的基因资源。4. 新型蛛丝蛋白Ac Sp2全长基因的结构特征。尽管圆网蜘蛛能够分泌出7种不同类型的丝纤维,但作为蛛丝纤维的主要成分-蛛丝蛋白来说,其种类极其多样。棒络新妇蜘蛛（Nephila clavipes）全基因组测序结果显示,至少存在8种大壶腹腺丝蛋白（Ma Sp）基因以及4种小壶腹腺丝蛋白（Mi Sp）基因。然而,目前仍然只发现了一种类型的葡萄状腺丝蛋白基因,即Ac Sp1。尽管不同蜘蛛的Ac Sp1基因在序列上有些许差异,但无论是NT端、CT端以及重复区仍具有较高的同源性。本章将RACE技术与简并引物相结合,通过LR-PCR成功鉴定出了第二种类型葡萄状腺丝蛋白全长编码基因,命名为Ac Sp2。Ac Sp2的全长基因大小为14238 bp,编码的蛋白有4745个氨基酸,分子量为476 k Da。该蛋白的重复区由25个重复单元组成,前24个重复单元长度在183～185个氨基酸之间,最后一个为截断的重复只有11个氨基酸。同时,这些重复单元的序列与Ac Sp1相似度极低,表明这是一种新型的重复模块,而且一些重复单元存在序列丢失的现象,即缺少一个丝氨酸和一个天冬氨酸。然而,其NT端和CT端序列与Ac Sp1具有较高的同源性。遗传进化分析结果显示,Ac Sp2与Ac Sp1在遗传距离上相距较远,但Ac Sp2基因仍然处于Ac Sp分支上,表明Ac Sp2基因可能在遥远的过去由Ac Sp1基因分化而来,之后进行着各自的演化道路。在本章中,首次证实了第二种类型的葡萄状腺丝蛋白的存在,表明蛛丝蛋白基因的分化事件在蜘蛛的进化史及不同类型蛛丝蛋白中普遍发生。5. 纺丝溶剂及重复单元数量对Ac Sp2重组蛛丝性能的影响。天然蛛丝纤维的力学性能主要取决于蛛丝蛋白内的重复区序列。重复序列的类型及大小都能极大地影响丝纤维的力学性能。对于仿生蛛丝而言,纺丝溶剂及重复单元数量都能极大地改变丝的品质。本章依据上述所获得的Ac Sp2全长基因,将Ac Sp2的NT端、CT端以及1～6个重复单元进行基因重组,构建了6种具有不同重复单元数量的Ac Sp2的重组蛋白基因,并在E.coli内对6种蛋白进行表达。以纯化的重组蛋白为蛋白原料,通过湿纺法制备了不同的仿生丝纤维。力学性能测试结果显示,重复单元数量的增加能够提升丝纤维的延展性,而对于丝的强度影响不大。同时,利用不同溶剂进行纺丝的结果表明,当以HFIP为溶剂,水为凝固浴进行纺丝时,纺出的丝纤维更细。尽管其丝纤维的断裂强度较弱,但其延展性获得极大提高,可达161%且超越了天然的包裹丝。本章不仅制备出超越天然蛛丝的高延展性的仿生蛛丝纤维,而且为制备具有优良力学性能的仿生蛛丝提供了新的思路。
王康康[7]（2020）在《大腹园蛛PySp基因多样性和MaSp1可变剪接体研究》文中研究指明目前已知的蜘蛛种类有42000多种,几乎每一种蜘蛛都能够纺丝,圆网蜘蛛甚至能织七种不同的丝纤维。这些蛛丝纤维主要由蛋白质构成,被称为蛛丝蛋白,其基因结构高度保守。蛛丝中强度最高的一种丝称为主壶腹腺丝（拖丝）,被认为是自然界中最坚韧的生物聚合物之一,它构成了蜘蛛网的框架,也是蜘蛛从高处跳落躲避捕食者时所纺出的丝纤维。另一种特殊的蛛丝为梨状腺丝,由梨状腺分泌。梨状腺丝是一种干性丝纤维和湿胶的复合体,是构成附着盘的主要组成成分。附着盘能够固定牵引丝使蜘蛛安全、迅速地移动,并将蜘蛛网牢固地附着在各种物体表面上。蜘蛛丝是一种具有生物相容性和可降解性的蛋白类材料。由于绝大多数蜘蛛无法被大规模养殖,因此须通过基因工程手段大量生产蛛丝蛋白,并利用仿生技术制备人工蛛丝纤维。在许多工业领域中,具备出色的机械性能、良好的生物相容性、质地轻柔的纤维更被人们所青睐。人工蛛丝纤维的优良品质将在不同领域发挥作用,如组织工程、军工以及航空航天领域等。目前人造蛛丝纤维产量低、价格昂贵,且材料学性能仍不及天然蛛丝,其原因主要是在蛛丝蛋白仿生的过程中,还存在多个亟待解决的关键性问题:多数编码蛛丝蛋白的全长基因尚未获取,蛛丝基因结构和功能研究较少,成丝机理的阐述仍不清晰等。天然蛛丝的纺丝过程十分复杂精密,在这个过程中,蛛丝蛋白从高度可溶性的储存状态组装成有序的、不溶性的纤维。事实上,纺丝过程中赋予蛛丝蛋白有序的排列是蛛丝高性能的基础,然而,促进驱动蛛丝纤维组装的因素以及蛛丝蛋白对这些因素做出反应的机制还知之甚少。这些都限制了蛛丝蛋白的仿生研究的发展。本论文的内容包括以下四个方面:一、大腹园蛛梨状腺丝蛋白PySp1全长基因的克隆鉴定。首次对于蛛丝蛋白全长编码基因序列的报道是黑寡妇蜘蛛（Latrodectus hesperus）的MaSp1和MaSp2。之后其他类型的蛛丝蛋白的基因序列也被鉴定,如大腹园蛛（Araneus ventricosus）的MiSp以及Latrodectus hesperus AcSp1等。但是,由于蜘蛛蛋白基因具有大量序列重复,再加上基于m RNA的克隆技术存在3′端的偏向性,还有大量的蛛丝蛋白基因的全长序列未被获取。作为一种丝胶混合型蛛丝蛋白,已知关于PySp1的信息十分稀少,只有一个来自Argiope argentata的梨状腺丝基因被鉴定出来。为了更好地了解PySp1分子结构的多样性以及PySp1与其他蛛丝蛋白家族成员的进化关系,本章通过简并PCR和长距离PCR（LD-PCR）获得了大腹园蛛蛛丝蛋白PySp1的全长序列。PySp1A.v基因全长11931 bp,编码蛋白有3976个氨基酸,中心重复区由16个高度同源的单位组成。与以前报道的A.argentata PySp1序列相似,A.ventricosus的PySp1也具有长的含重复序列的N-linker,用来连接N端和重复区域。A.ventricosus PySp1的二级结构和疏水性的预测显示,其末端与重复区主要为α-螺旋结构而N-linker为无规卷曲而且表现出极强的亲水性。系统发育分析结果显示,A.ventricosus PySp1与其他物种的PySp1基因被分组在一个独立的进化分支上,与其他类型的蛛丝基因共同组成了一个庞大的蛛丝基因家族。二、大腹园蛛新型梨状腺丝蛋白PySp2全长基因的克隆鉴定及纺丝研究。随着基因组测序的发展,在同种蜘蛛中甚至发现了多达数十种MaSp蛋白基因,但目前只有一种类型的PySp基因即PySp1被报道。为了扩展对蛛丝蛋白基因家族的知识,发现和研究新的蛛丝基因是必要的。本章通过RACE和LD-PCR鉴定得到第二种类型的大腹园蛛的梨状腺丝蛋白(PySp2A.v)基因序列。与PySp1A.v的重复序列相比,PySp2A.v的重复序列更为复杂可分为4种不同类型的重复区其中包含3种和其他梨状腺丝蛋白完全不同的重复序列模块,以及一种与PySp1A.v的重复单元具有较高相似度的重复序列。PySp2A.v linker比PySp1A.v linker短且序列也简单。系统发育分析结果显示,PySp2A.v与PySp1A.v基因在一个独立的进化分支上,但被分在不同的亚分支上,彼此遗传距离相对较远。而且,本章还构建了含有部分PySp2A.v重复区片段的重组蛋白PySp2-R1B并在大肠杆菌中表达,初步研究了PySp2A.v蛋白的原核表达及成丝机理。结果表明,在16℃下LB培养基诱导表达16 h获得了较高的蛋白质表达量。通过湿纺和手工拉丝的方法分别制备了丝纤维,虽然PySp2-R1B只含有部分重复单元,但依然可以自组装形成丝纤维。全长PySp2A.v基因序列为人工蛛丝纤维提供新的模板,PySp2-R1B纺丝为大量生产仿生蛛丝奠定了理论和技术基础,而且也证实了多个梨状腺丝蛋白基因的存在。三、大腹园蛛MaSp1可变剪接体基因的克隆鉴定、基因结构、表达和成丝机理研究,两个可变剪接体的性质揭示了N-linker的独特功能。真核生物中广泛存在可变剪接。然而,在圆网蜘蛛Nephila clavipes中只发现了两个MaSp的可变剪接体。蛛丝蛋白主要由三个结构域组成,一个巨大的中央重复区以及侧翼的非重复且相对保守的N和C末端结构域。末端区域被认为是负责丝纤维形成过程中的自组装,而重复区则决定了丝纤维的的机械性能。然而,作为用于桥接末端与重复区域的结构,linker的功能至今仍不清楚。为了更好地了解linker功能并深入对蛛丝蛋白可变剪接事件的了解。在本章中,我们通过逆转录PCR从A.ventricosus获得了两个MaSp1剪接体。这两个MaSp1剪接体的一级结构表明,两者都几乎没有重复区,并且只有NT和CT。两种可变剪接体之间的主要区别是是否包含N-linker结构。因此,两种可变剪接体的不同性质可以反映N-linker的功能。对两个可变剪接体蛋白的疏水性以及二级结构预测表明,N-linker主要为无规卷曲结构且表现出极强的亲水性。此外,两个可变剪接体以及N-linker重组蛋白在大肠杆菌中进行表达,之后通过手工牵拉将其纺成丝纤维。Western印迹结构表明,含有N-linker的蛋白更可能在溶液中形成二聚体。在不同温度下的CD结构显示,N-linker可以有效地提高丝蛋白的热稳定性。机械性能结果显示,较大的可变剪接体蛋白的丝纤维的机械强度也得到显着提高,表明N-linker可能促进分子间二硫键的形成,从而增加了自组装丝纤维的断裂强度。本研究不仅首次证实了MaSp1的N-linker在蛛丝蛋白的聚集和形成过程中的重要作用,填补了N-linker功能研究的空白,而且还证明了缺少重复区的蛛丝蛋白仍然可以自我组装成高强度的丝纤维。该研究扩展了构建最佳重组蛛丝蛋白序列的设计思路,为高性能人造纤维奠定了良好基础。四、大腹园蛛PySp-MiSp融合转录本鉴定和基因组密码子研究。本章通过转录组测序比对首次发现了天然蛛丝蛋白融合转录本的存在,为制备高机械性能的人工嵌合蛛丝纤维提供理论依据。为了解大腹园蛛密码子使用的特性,以大腹园蛛基因组数据为材料,首次对大腹园蛛的密码子的使用及影响因素进行了分析,评价了自然选择作用及突变压力在塑造大腹园蛛基因密码子使用模式中所起的作用。从大腹园蛛基因组数据中筛选184982个高置信CDS序列,经过一系列的分析,发现大腹园蛛的密码子使用偏好较弱;受核苷酸组成,突变压力,自然选择,基因长度及基因表达水平的综合影响,但突变压力可能对密码子偏性起主要作用;计算得到19个最优密码子,其密码子的第3位都是A或T;大腹园蛛密码子和五种模式生物相比较结果表明其与烟草（Nicotiana tabacum）和家蚕（Bombyx Mori）密码子差异最小。此外,根据密码子使用情况对蛛丝蛋白基因进行聚类分析,基因间以蛛丝蛋白类型进行分组。首次利用生物信息学方法分析大腹园蛛编码蛋白基因的密码子偏好性,确定高频密码子和最优密码子,对蜘蛛的进化、新基因发现提供了必要的参考。
李统[8]（2020）在《跨域基因数据隐私计算研究》文中进行了进一步梳理随着基因测序和计算机技术的飞速发展,海量基因数据喷涌而出,成为生物医学领域中宝贵的信息资源。为充分利用不同区域海量基因数据蕴藏的巨大价值,行之有效的方法便是各区域基因库拥有者通过数据共享的方式对基因数据进行联合计算及分析,这样可以帮助跨域参与者从更多数量和种类的基因数据中做出更为准确的分析及判断,进而取得更富价值的成果并推动整个基因研究领域的快速进步。然而,现实中因基因数据独特的隐私性致使基因数据共享及联合分析并未得到有效实施,国内外学术界对此研究也极为有限。目前对基因计算的研究工作大多集中在提高基因计算准确率及运行效率上,少数考虑了数据隐私安全的工作主要围绕基因组序列比对方面的研究展开,鲜有涉及到多方跨域的基因数据共享及联合计算等内容。因此,针对如何实现基因数据隐私安全的跨域共享计算及联合模型训练问题,本文主要采用安全多方计算、同态加密及代理重加密等技术,设计了两方跨域联合执行费舍尔精确检验（FT）和连锁不平衡（LD）检测的安全计算方案,并接着提出了基因数据隐私安全的多方跨域联合执行模型训练的基础方案及提高方案。本文主要研究内容及成果总结如下:为解决数据隐私安全的两方跨域执行基因计算问题,本文利用基于安全计算混合协议的ABY开发框架,采用布尔共享及电路优化的策略,在原始的FT检验及LD检测算法上设计了保护基因数据隐私安全的跨域两方联合FT检验安全算法和LD检测安全算法。这两种安全基因检测算法不仅实现了基因数据间的关联性判断和等位基因间的非随机性检测,更重要的是保护了联合计算时基因数据的隐私安全。最后,通过实验测试证明了本文所设计的两个跨域用户联合基因安全检测算法是切实可行的。针对如何实现基因数据隐私安全的跨区域多用户联合模型训练的问题,本文首先采用秘密共享的安全多方计算技术设计了多方联合训练逻辑回归模型的基础方案。该方案不仅实现了跨域多基因库拥有者联合执行模型训练的需求,获得了能对基因数据做出较好的二分类预测的逻辑回归模型,而且确保了整个模型训练过程中原始基因样本数据的隐私安全。然而,由于基础方案中多用户间需要执行大量的模型参数秘密共享工作,故使得方案产生了较大的通信开销。为此,本文在基于多个分布式数据库的联邦学习模式中结合同态加密及代理重加密等技术设计了多方跨域联合学习的提高方案,该方案相较于基础方案显着地降低了用户间的通信开销。最后,本文分别对两个方案进行了安全性证明及实验分析,结果表明本文所提方案是安全高效的。
梁珍[9]（2020）在《基于酵母基因组序列特征的翻译速率分析与预测》文中研究指明指出了生命信息从DNA到RNA再到蛋白质的中心法则,是人类理解生命的基本遵循。期间,RNA到蛋白质的翻译过程又成为中心法则的核心。翻译调控在整个基因表达调控中起着最为关键的作用。近年来,随着核糖体足迹谱等与翻译相关的测量技术快速发展,翻译过程的定性化及定量化研究也越来越深入,成为分子生物学研究的新热点。已有的研究表明,在基因表达过程中,翻译的调节具有极其重要的作用,翻译速率的变化也对蛋白质的丰度、结构和功能具有重要影响。因此,翻译过程的研究将有助于在翻译水平上对基因表达调控机制进行深入的解析。中心法则的定量化研究,将成为打通基因信息流从转录本到功能蛋白质的关键步骤,同时也有助于给出对翻译调控与蛋白质折叠关系的新认识。统计分析了影响酿酒酵母基因组翻译效率和翻译延伸速率的序列因素,同时在相关性分析的基础上,析出了一些决定翻译效率和翻译延伸速率的因素,并基于生物信息学的手段,实现了对酿酒酵母基因组翻译效率和翻译延伸速率的理论预测,主要得到以下研究结论:1)翻译效率与蛋白质丰度、密码子适应性指数、最优密码子分数、t RNA适应性指数、部分密码子含量以及带负电氨基酸含量均呈正相关,而与序列长度、部分密码子含量以及极性和带正电氨基酸含量呈负相关;2)翻译延伸速率和翻译效率对密码子含量和氨基酸含量的依赖性基本相同,但二者对蛋白质物化性质的依赖性则截然不同。延伸速率几乎与长度无关,但翻译效率却强依赖于长度;蛋白质等电点与不稳定性指数与延伸速率显着负相关,但与翻译效率无关,疏水性得分与翻译效率弱负相关,但与延伸速率弱正相关;3)由于翻译效率显着与长度相关,因此对翻译效率的预测结果显着优于对翻译延伸速率的预测结果。在结合了实验误差的前提下,基于支持向量回归模型对翻译效率实值的回归预测结果,可以在70～94%的程度上解释实验测量结果;4)翻译延伸速率预测精度仅为约30%,原因可能是多方面的。因为目前还无法在实验上直接测量翻译延伸速率,因此对于翻译延伸速率仅能依据核糖体密度和蛋白质合成速率的实验数据去估计,而如何估计翻译延伸速率目前还存在争议。这是我们对翻译延伸速率预测精度较差的主要原因所在。5)通过对翻译起始和延伸区的密码子使用情况进行研究,结果发现密码子GAA始终使用频率较高,而三个稀有密码子（CGG、CGC、CGA）的使用频率较低,但这些密码子在高核糖体密度段和低核糖体密度段的差异并不显着。6)在翻译起始区,带电氨基酸中的赖氨酸和谷氨酸在高核糖体密度段使用频率较高;疏水氨基酸中,亮氨酸、异亮氨酸和丙氨酸在高核糖体密度段使用频率较高;在翻译延伸区中,带电氨基酸中,赖氨酸、谷氨酸和天冬氨酸在高核糖体密度段的使用频率较高,疏水氨基酸中,亮氨酸、异亮氨酸和丙氨酸在高核糖体密度段使用频率较高。7)无论是翻译起始区还是翻译延伸区,高核糖体密度段和低核糖体密度段的密码子第三位碱基为G/C、局部密码子适应性指数、局部t RNA适应性指数均差异显着。8)对翻译延伸区的高核糖体密度段和低核糖体密度段进行分类预测。结果表明,当相对核糖体read数的临界值r0取40时,预测精度高达76.8%,分类效果显着。
朱露亚[10]（2019）在《基于科学史的高中生物学微课开发应用研究》文中认为生物科学史是科学本质教学的重要途径。同时,学习生物科学史有助于学生构建概念,形成严谨的科学思维,理解科学研究方法。但受科学史资源、课时、师资等因素的限制,目前高中生物学科学史教学存在教学形式单一、科学史内容不全面等问题。开发科学史微课应用到教学中,可以有效解决上述问题。本研究以浙科版高中《生物学》必修教材的15个科学史为例,以浙江省台州市第一中学高二年级的学生为研究对象,开展了基于科学史的高中生物学微课的开发应用研究。首先,通过分析浙科版高中《生物学》必修教材中的科学史对理解科学本质及促进生物学学科核心素养达成的作用,筛选出15个适合微课教学的科学史,以素养导向、合理选材、情境真实、科学正确为原则,设计制作微课,建立包括教学设计、学习任务单、微练习、课件和视频在内的微课集。在此基础上,总结4种不同侧重点的科学史微课的设计流程。接着,在生物课堂教学中开展实践研究,并总结科学史微课应用于课前预习和课后复习的教学流程。最后,通过问卷和访谈调查学生对科学史微课的态度、评价以及科学史微课应用的效果。总体来说,科学史微课的使用得到了学生们的肯定。通过微课辅助科学史教学后,对学生理解科学本质、发展科学探究能力、训练科学思维、体会科学精神均有很大的帮助。微课的结构完整性、探究性、准确性、时间分配、信息技术运用及呈现效果得到了学生普遍的认可。学生也对科学史微课的制作及应用提出了自己的建议。基于以上研究,笔者建议教师从教学素材的收集、科学史的拓展、微课的设计、语调的起伏、后期的美化等方面提升科学史微课的质量。为提高科学史微课使用效果,教师需根据学生的微课学习情况,适当调整教学设计,围绕核心问题,有针对性地开展课堂教学。
二、基因密码与生命预测（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基因密码与生命预测（论文提纲范文）
（2）管蚜蝇族线粒体基因组结构及系统发育分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 管蚜蝇族概述 |
| 1.2 昆虫线粒体基因组研究 |
| 1.3 管蚜蝇族昆虫系统发育研究进展 |
| 1.4 研究意义 |
| 第2章 材料和方法 |
| 2.1 管蚜蝇标本采集与物种鉴定 |
| 2.2 实验仪器和试剂 |
| 2.2.1 实验仪器 |
| 2.2.2 实验耗材及试剂 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.3.1 基因组DNA提取 |
| 2.3.2 PCR扩增 |
| 2.4 高通量数据处理与分析 |
| 2.4.1 线粒体基因组组装 |
| 2.4.2 基因注释和二级结构预测 |
| 2.4.3 线粒体基因组组成成分分析 |
| 2.4.4 系统发育关系分析 |
| 第3章 管蚜蝇族线粒体基因组结构分析 |
| 3.1 狭带条胸蚜蝇Helophilus virgatus线粒体基因组分析 |
| 3.2 丽毛管蚜蝇Mallota bellus线粒体基因组分析 |
| 3.3 短腹管蚜蝇Eristalis arbustorum线粒体基因组分析 |
| 3.4 喜马拉雅管蚜蝇Eristalis himalayensis线粒体基因组分析 |
| 3.5 黄绿毛管蚜蝇Mallota viridiflavescentis线粒体基因组分析 |
| 3.6 羽芒宽盾蚜蝇Phytomia zonata线粒体基因组分析 |
| 3.7 裸芒宽盾蚜蝇Phytomia errans线粒体基因组分析 |
| 3.8 绿黑斑眼蚜蝇Eristalinus viridis线粒体基因组分析 |
| 3.9 黄跗斑眼蚜蝇Eristalinus quinquestriatus线粒体基因组分析 |
| 3.10 亮黑斑眼蚜蝇Eristalinus tarsalis线粒体基因组分析 |
| 3.11 斑眼蚜蝇Eristalinus sp.线粒体基因组分析 |
| 3.12 库氏拟条胸蚜蝇Parhelophilus kurentzovi线粒体基因组分析 |
| 3.13 黑色粉颜蚜蝇Mesembrius niger线粒体基因组分析 |
| 3.14 狭腹毛管蚜蝇Mallota vilis线粒体基因组分析 |
| 3.15 小结与讨论 |
| 第4章 管蚜蝇族比较线粒体基因组分析 |
| 4.1 线粒体基因组结构和碱基组成 |
| 4.2 密码子的使用 |
| 4.3 RNA基因特点 |
| 4.4 非编码区的特点 |
| 4.5 小结与讨论 |
| 第5章 基于线粒体基因组数据的管蚜蝇族系统发育分析 |
| 5.1 数据集序列特征 |
| 5.2 数据集碱基替换饱和性分析 |
| 5.3 系统发育分析 |
| 5.4 小结与讨论 |
| 结论 |
| 1 结论 |
| 2 创新点 |
| 3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 英文缩写释义 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）IGF-1 c.258A>G同义突变小鼠模型的构建及其功能解析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 前言 |
| 第一篇 文献综述 |
| 第1章 GH-IGF-1生长轴对机体生长发育调控及体型性状的研究现状 |
| 1.1 小型猪在生物医学领域的研究进展及应用前景 |
| 1.1.1 我国小型猪作为实验动物的优势与挑战 |
| 1.1.2 小型猪在生物医学领域的研究进展和应用前景 |
| 1.2 GH-IGF-1生长轴对机体生长发育调控机制的研究进展 |
| 1.2.1 GH-IGF-1生长轴的组成和生物学功能 |
| 1.2.2 GH-IGF-1生长轴对机体生长发育的调控作用 |
| 1.2.3 GH-IGF-1生长轴对动物衰老的调控作用 |
| 1.3 IGF-1基因及其多态性对动物体型性状影响潜在机制 |
| 1.3.1 IGF-1基因及其多态性影响动物体型性状的研究进展 |
| 1.3.2 IGF-1基因多态性对基因表达影响的研究进展 |
| 第2章 真核生物基因同义突变的研究进展 |
| 2.1 同义突变的生物学特性 |
| 2.1.1 同义密码子的使用偏爱性 |
| 2.1.2 同义突变的进化保守性 |
| 2.1.3 同义突变发生的位置 |
| 2.2 真核生物同义突变的生物学效应及调控机制 |
| 2.2.1 真核生物同义突变在DNA水平的调控机制 |
| 2.2.2 真核生物同义突变在mRNA水平的调控机制 |
| 2.2.3 真核生物同义突变对蛋白质生物合成的调控机制 |
| 2.3 真核生物同义突变的研究前景 |
| 第3章 单碱基编辑技术研究进展 |
| 3.1 基于CRISPR/Cas9的单碱基编辑器的原理 |
| 3.2 ABEs的发展史 |
| 3.3 ABEs的广泛应用 |
| 3.4 单碱基编辑技术的挑战与前景 |
| 第二篇 研究内容 |
| G同义突变小鼠模型的构建'>第1章 IGF-1 c.258A>G同义突变小鼠模型的构建 |
| 1.1 实验材料 |
| 1.1.1 实验动物 |
| 1.1.2 主要试剂 |
| 1.1.3 主要仪器 |
| 1.1.4 试剂配制方法 |
| 1.1.5 相关生物学软件 |
| 1.2 实验方法 |
| 1.2.1 不同物种间IGF-1基因序列比对 |
| 1.2.2 IGF-1基因同义突变位点处密码子使用频率差异分析 |
| G位点的sgRNA设计'>1.2.3 基于小鼠IGF-1 c.258A>G位点的sgRNA设计 |
| 1.2.4 pUC57-Mus-IGF-1-sgRNA载体构建 |
| G同义突变pUC57-sgRNA载体的体外转录及纯化'>1.2.5 IGF-1 c.258A>G同义突变pUC57-sgRNA载体的体外转录及纯化 |
| 1.2.6 pCMV-ABEmax-Cas9质粒体外转录及纯化 |
| 1.2.7 小鼠受精卵胚胎注射 |
| 1.2.8 胚胎基因型分析 |
| 1.2.9 小鼠个体基因型分析 |
| 1.2.10 脱靶分析 |
| 1.2.11 小鼠的交配与繁殖 |
| 1.3 实验结果 |
| G同义突变发生的频率分布'>1.3.1 大型猪与小型猪IGF-1 c.258A>G同义突变发生的频率分布 |
| 1.3.2 不同物种间IGF-1 基因同源性比对及同义突变所在位点等位基因规律 |
| G同义突变所编码的丙氨酸密码子使用频率'>1.3.3 IGF-1 c.258A>G同义突变所编码的丙氨酸密码子使用频率 |
| G同义突变位点处设计sgRNAs'>1.3.4 在小鼠IGF-1c.258A>G同义突变位点处设计sgRNAs |
| 1.3.5 pUC57-sgRNA连接载体鉴定结果 |
| G同义突变单碱基编辑小鼠模型'>1.3.6 成功构建IGF-1 c.258A>G同义突变单碱基编辑小鼠模型 |
| G碱基编辑小鼠的脱靶鉴定'>1.3.7 IGF-1 c.258A>G碱基编辑小鼠的脱靶鉴定 |
| G碱基编辑小鼠的繁殖情况'>1.3.8 F2代IGF-1 c.258A>G碱基编辑小鼠的繁殖情况 |
| 1.4 讨论 |
| 1.5 小结 |
| G同义突变小鼠模型表型分析'>第2章 IGF-1 c.258A>G同义突变小鼠模型表型分析 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 实验动物 |
| 2.1.2 主要试剂 |
| 2.1.3 主要仪器 |
| 2.1.4 试剂配制方法 |
| 2.1.5 相关生物学软件 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 小鼠体重、尾长及脏器指数测定 |
| 2.2.2 小鼠骨骼影像学分析 |
| 2.2.3 股骨组织形态学分析 |
| 2.2.4 组织RNA提取及cDNA合成 |
| 2.2.5 RT-qPCR检测不同基因型小鼠IGF-1基因mRNA水平的表达量 |
| 2.2.6 组织蛋白质的提取及蛋白质样品制备 |
| 2.2.7 Western Blot检测不同基因型小鼠组织中IGF-1蛋白质的表达量 |
| 2.2.8 不同基因型小鼠的血清学分析 |
| 2.2.9 数据分析 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 F2代不同基因型小鼠体重生长曲线 |
| 2.3.2 F2代不同基因型小鼠尾长及脏器指数 |
| 2.3.3 F2代不同基因型小鼠骨骼发育情况 |
| 2.3.4 F2代不同基因型小鼠IGF-1分泌量的血清学分析 |
| 2.3.5 F2代不同基因型小鼠对IGF-1 mRNA水平表达量的影响 |
| 2.3.6 F2代不同基因型小鼠中不同类型E肽表达比例的检测及潜在机制预测 |
| 2.3.7 F2代不同基因型小鼠对IGF-1蛋白质水平表达量的影响 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 小结 |
| G同义突变影响基因表达的机制探索'>第3章 IGF-1 c.258A>G同义突变影响基因表达的机制探索 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 细胞及表达载体 |
| 3.1.2 主要试剂盒及抗体 |
| 3.1.3 主要仪器 |
| 3.1.5 主要试剂配制 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 携带不同Ala同义密码子的IGF-1表达载体构建 |
| 3.2.2 细胞培养及质粒转染 |
| 3.2.3 FLAG标签mRNA及蛋白质水平表达量检测 |
| 3.2.4 不同Ala同义密码子编码的IGF-1序列mRNA二级结构预测 |
| 3.2.5 不同Ala同义密码子编码的IGF-1 mRNA稳定性及蛋白质稳定性检测 |
| 3.2.6 不同Ala同义密码子编码的IGF-1的翻译起始效率检测 |
| 3.2.7 携带不同Ala同义密码子IGF-1的细胞增殖情况检测 |
| 3.2.8 数据统计分析 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 成功构建携带不同Ala同义密码子的IGF-1 表达载体 |
| 3.3.2 不同Ala同义密码子影响IGF-1 mRNA及蛋白质表达 |
| 3.3.3 不同Ala同义密码子影响IGF-1 mRNA及蛋白质稳定性 |
| 3.3.4 不同Ala同义密码子影响IGF-1 mRNA二级结构 |
| 3.3.5 不同Ala同义密码子影响IGF-1蛋白质翻译起始效率 |
| 3.3.6 不同Ala同义密码子影响IGF-1生物学功能 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 导师简介 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（4）仓鼠科红背?、东方田鼠、黑线仓鼠线粒体DNA全序列及系统进化分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 仓鼠科概述 |
| 1.1.1 分类现状 |
| 1.1.2 物种简介 |
| 1.1.3 研究现状 |
| 1.2 线粒体基因组概述 |
| 1.2.1 线粒体基因组结构特征 |
| 1.2.2 线粒体基因组遗传特征 |
| 1.2.3 线粒体基因组研究现状 |
| 1.3 系统发育研究概述 |
| 1.3.1 系统发育进化树构建方法 |
| 1.3.2 系统发育进化相关软件 |
| 1.4 本研究的目的和意义 |
| 第2章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 样本的采集、鉴定和保存 |
| 2.1.2 实验药品和试剂 |
| 2.1.3 实验仪器 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 基本外部形态数据测量 |
| 2.2.2 头骨几何形态数据测量 |
| 2.2.3 线粒体基因组DNA提取 |
| 2.2.4 引物设计及分子水平物种鉴定 |
| 2.2.5 引物设计及线粒体基因组全长的pcr扩增 |
| 2.2.6 序列校正及拼接 |
| 2.2.7 基因定位与注释 |
| 2.2.8 构建系统进化树 |
| 第3章 结果与分析 |
| 3.1 物种的鉴定结果 |
| 3.2 红背?线粒体基因组分析 |
| 3.2.1 线粒体全基因组结构特征及碱基组成 |
| 3.2.2 线粒体基因组蛋白质编码基因及密码子使用 |
| 3.2.3 线粒体基因组tRNA 基因和rRNA 基因 |
| 3.2.4 线粒体基因组非编码区 |
| 3.3 东方田鼠线粒体基因组分析 |
| 3.3.1 线粒体全基因组结构特征及碱基组成 |
| 3.3.2 线粒体基因组蛋白质编码基因及密码子使用 |
| 3.3.3 线粒体基因组tRNA 基因和rRNA 基因 |
| 3.3.4 线粒体基因组非编码区 |
| 3.4 黑线仓鼠线粒体基因组分析 |
| 3.4.1 线粒体全基因组结构特征及碱基组成 |
| 3.4.2 线粒体基因组蛋白质编码基因及密码子使用 |
| 3.4.3 线粒体基因组tRNA 基因和rRNA 基因 |
| 3.4.4 线粒体基因组非编码区 |
| 3.5 基于线粒体Cytb基因的系统发育分析 |
| 3.5.1 测定遗传距离 |
| 3.5.2 基于临近法和最大似然法构建系统发生树 |
| 3.6 基于mtDNA基因组的系统发育分析 |
| 3.6.1 测定遗传距离 |
| 3.6.2 基于临近法和最大似然法构建系统发生树 |
| 第4章 讨论 |
| 4.1 仓鼠科三个物种线粒体基因组探讨 |
| 4.1.1 线粒体基因组基本特征 |
| 4.1.2 蛋白编码基因 |
| 4.1.3 rRNA和 tRNA基因 |
| 4.1.4 D-Loop区 |
| 4.2 仓鼠科三个物种系统发生关系探讨 |
| 4.2.1 红背?的系统发生关系探讨 |
| 4.2.2 东方田鼠的系统发生关系探讨 |
| 4.2.3 黑线仓鼠的系统发生关系探讨 |
| 4.2.4 其他物种的系统发生关系探讨 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（5）真菌胁迫响应TaNAC基因和小麦杂种衰亡分子机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要缩略词 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 小麦条锈病与白粉病 |
| 1.1.1 小麦抗条锈病基因和抗白粉病基因的研究 |
| 1.1.2 小麦抗条锈病和白粉病的其他研究 |
| 1.2 植物NAC转录因子 |
| 1.2.1 植物NAC转录因子简介 |
| 1.2.2 植物激素参与的NAC转录因子调控 |
| 1.2.3 NAC转录因子的调控作用 |
| 1.2.4 小麦NAC转录因子(TaNAC)的研究现状 |
| 1.3 植物中的杂种衰亡 |
| 1.3.1 植物中杂种衰亡的简介 |
| 1.3.2 杂种衰亡的可能原因和调控机制 |
| 1.3.3 远缘杂交与基因互作 |
| 1.3.4 小麦中的杂种衰亡 |
| 1.4 分子标记开发及多组学研究方法 |
| 1.4.1 分子标记技术的发展与分子标记开发 |
| 1.4.2 多组学研究方法 |
| 1.5 研究方案 |
| 1.5.1 选题目的及意义 |
| 1.5.2 研究内容和方案 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 第二章 TaNAC TFs参与调节小麦对白粉病和条锈病的抗性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 植物材料和处理 |
| 2.2.2 RNA提取与基因克隆 |
| 2.2.3 筛选真菌胁迫响应相关的TaNAC基因 |
| 2.2.4 实时荧光定量PCR分析 |
| 2.2.5 普通小麦NAC转录因子基因家族重鉴定和序列分析 |
| 2.2.6 TaNAC转录因子的系统进化及蛋白序列特征分析 |
| 2.2.7 基因及其编码产物的序列结构、理化性质等生物信息学分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 基于IWGSC Ref Seq v1.1 对小麦NAC转录因子基因家族重鉴定 |
| 2.3.2 基于转录组数据筛选并分析真菌胁迫响应的TaNAC基因 |
| 2.3.3 从真菌胁迫后的N9134 中克隆TaNAC基因并重命名新转录本 |
| 2.3.4 获得的TaNAC转录本及其编码产物的序列结构、理化性质等分析 |
| 2.3.5 白粉菌和条锈菌侵染下小麦TaNAC基因的表达分析 |
| 2.3.6 真菌胁迫下N9134中TaNAC转录本的结构变体 |
| 2.3.7 真菌胁迫下差异表达TaNAC转录因子的结构特征分析 |
| 2.3.8 TaNAC膜结合转录因子(Membrane-bound TFs,MTFs)的比较分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 时空特异表达和可变剪切表明:TaNAC转录本可进一步丰富和完善 |
| 2.4.2 小规模复制或删除事件有助于丰富TaNAC基因及其转录本序列结构变异的多样性 |
| 2.4.3 膜结合TaNAC通过形成不同结构变体的调控方式发挥不同的功能 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 TaNAC基因基于可变剪切和miRNA的转录后调控参与真菌胁迫响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试验材料和处理 |
| 3.2.2 RNA提取与基因克隆 |
| 3.2.3 实时荧光定量PCR分析TaNAC结构变异转录本差异表达 |
| 3.2.4 洋葱表皮细胞瞬时表达分析亚细胞定位 |
| 3.2.5 转录调控活性分析 |
| 3.2.6 生物信息学分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 一对TaNAC可变剪切结构变异转录本在白粉菌胁迫下的表达分析 |
| 3.3.2 克隆得到TaNAC可变剪切转录本的序列结构分析 |
| 3.3.3 TaNAC结构变异转录本编码产物的结构特征和理化性质分析 |
| 3.3.4 TaNAC可变剪切结构变异转录本编码产物的高级结构分析 |
| 3.3.5 比对分析TaNAC结构变异转录本的亚细胞定位 |
| 3.3.6 比较分析TaNAC结构变异转录本的转录调控活性 |
| 3.3.7 结合于小麦TaNAC基因编码区的mi RNA的预测分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 TaNAC基因可以通过可变剪切的转录后调控方式参与胁迫响应 |
| 3.4.2 TaNAC基因可变剪切和mi RNA耦联的转录后调控 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 小麦杂种衰亡调控基因的精细定位及其在我国的分布与演化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 植物材料 |
| 4.2.2 等位性测验 |
| 4.2.3 表型调查和数据分析 |
| 4.2.4 取样和提取基因组DNA |
| 4.2.5 分子标记的筛选和开发 |
| 4.2.6 绘制遗传图谱 |
| 4.2.7 杂种衰亡相关小麦材料的系谱分析和基因型检测 |
| 4.2.8 荧光原位杂交(FISH) |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 分析验证本研究冬小麦群体中存在的杂种衰亡 |
| 4.3.2 中度和重度杂种衰亡系统中也存在Ne基因的剂量效应 |
| 4.3.3 杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 的复等位基因确实分别存在不同 |
| 4.3.4 构建冬小麦杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 的高密度遗传图谱 |
| 4.3.5 杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 在中国各麦区离散的分布特征 |
| 4.3.6 N9134 和周麦22 中杂种衰亡调控基因Ne1 和Ne2 的来源 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 F_1 与亲本的千粒重百分比更适合为杂种衰亡分级标准之一 |
| 4.4.2 遗传背景应该是杂种衰亡表型差异的另一个影响因素 |
| 4.4.3 普通小麦的Ne1 和Ne2 可能分别直接源于野生二粒小麦和黑麦 |
| 4.4.4 N9134 的Ne1 和周麦22 的Ne2 可能是杂种衰亡调控新基因 |
| 4.4.5 引进品种直接影响中国现代品种杂种衰亡基因频率(尤其Ne2) |
| 4.4.6 导致杂种衰亡的基因位点也可以对小麦育种起积极作用 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 小麦杂种衰亡调控机制的多组学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 多组学分析的植物材料 |
| 5.2.2 基于BSA的转录组测序(BSR) |
| 5.2.3 基于PacBio三代平台的全长转录组测序 |
| 5.2.4 iTRAQ定量蛋白质组测序 |
| 5.2.5 广泛靶向代谢组分析 |
| 5.2.6 多组学联合分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 小麦杂种衰亡的BSR分析 |
| 5.3.2 小麦杂种衰亡的全长转录组分析 |
| 5.3.3 小麦杂种衰亡的定量蛋白质组学分析 |
| 5.3.4 小麦杂种衰亡的代谢组学分析 |
| 5.3.5 基于转录组、蛋白质组和代谢组的多组学联合分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 各组学分析结果及多组学联合分析结果的问题与不足 |
| 5.4.2 小麦中杂种衰亡、真菌病害抗性、TaNAC转录因子三者的关系 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 附文 |
| 附录B 附表 |
| 附录C 附图 |
| 致谢 |
| 博士毕业有感 |
| 作者简介 |
（6）三种蜘蛛丝蛋白基因结构及仿生蛛丝的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 蜘蛛和蜘蛛丝简介 |
| 1.2.1 大壶腹状腺丝(Major ampullate silk) |
| 1.2.2 小壶腹状腺丝(Minor ampullate silk) |
| 1.2.3 鞭毛状腺丝(Flagelliform silk) |
| 1.2.4 管状腺丝(Tubuliform silk) |
| 1.2.5 葡萄状腺丝(Aciniform silk) |
| 1.2.6 聚状腺丝(Aggregate spider silk) |
| 1.2.7 梨状腺丝(Pyriform silk) |
| 1.3 天然蛛丝的特性 |
| 1.3.1 蜘蛛丝的超收缩性 |
| 1.3.2 蜘蛛丝的记忆性 |
| 1.3.3 蜘蛛丝的高热导率 |
| 1.3.4 蜘蛛丝的生物相容性 |
| 1.4 天然蛛丝成丝机理 |
| 1.5 长片段基因克隆的获取策略 |
| 1.5.1 构建文库 |
| 1.5.2 PCR技术 |
| 1.6 蛋白结构对力学性能的影响 |
| 1.7 蛛丝的仿生纺丝 |
| 1.8 本工作的研究内容及意义 |
| 1.8.1 研究意义 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 A.ventricosus TuSp1全长基因克隆及序列分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 主要仪器与设备 |
| 2.2.3 培养基和常用试剂的配制 |
| 2.2.4 感受态细胞制备 |
| 2.2.5 TdT酶加dCTP反应 |
| 2.2.6 PCR产物回收 |
| 2.2.7 连接反应 |
| 2.2.8 热激法转化 |
| 2.2.9 基因组DNA提取 |
| 2.2.10 设计简并引物 |
| 2.2.11 设计重复区引物 |
| 2.2.12 大腹园蛛TuSp1基因NT端和CT端片段的简并PCR |
| 2.2.13 大腹园蛛TuSp1基因NT端和CT端片段的锚定PCR |
| 2.2.14 大腹园蛛TuSp1基因全长的克隆 |
| 2.2.15 大腹园蛛TuSp1基因的生物信息学分析 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 基因组DNA凝胶电泳 |
| 2.3.2 简并PCR产物凝胶电泳 |
| 2.3.3 锚定PCR产物测序与分析 |
| 2.3.4 长距离PCR产物凝胶电泳 |
| 2.3.5 大腹园蛛TuSp1基因测序结果 |
| 2.3.6 大腹园蛛TuSp1基因的生物信息学分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 结语 |
| 参考文献 |
| 第3章 重组TuSp1蛋白的表达及纺丝 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 主要仪器与设备 |
| 3.2.3 培养基和常用试剂的配制 |
| 3.2.4 Mini-TuSp1克隆构建 |
| 3.2.5 Mini-TuSp1蛋白表达检测 |
| 3.2.6 Mini-TuSp1蛋白表达纯化 |
| 3.2.7 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳及考马斯亮蓝染色检测 |
| 3.2.8 Western blot |
| 3.2.9 蛋白浓缩 |
| 3.2.10 CD测试 |
| 3.2.11 湿法纺丝 |
| 3.2.12 傅里叶红外光谱测试 |
| 3.2.13 扫描电镜观察 |
| 3.2.14 纤维力学性能测试 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 Mini-TuSp1克隆鉴定 |
| 3.3.2 Mini-TuSp1蛋白可溶性分析 |
| 3.3.3 Mini-TuSp1纯化条件探究 |
| 3.3.4 CD结果分析 |
| 3.3.5 傅里叶显微红外光谱结果分析 |
| 3.3.6 天然管状腺丝及仿生丝纤维的SEM |
| 3.3.7 纤维力学测试 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 结语 |
| 参考文献 |
| 第4章 A.ventricosus AcSp1全长基因克隆及序列分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料方法 |
| 4.2.1 实验材料及仪器 |
| 4.2.2 AcSp1-A.v简并PCR |
| 4.2.3 AcSp1-A.v基因全长的克隆 |
| 4.2.4 AcSp1-A.v基因生物信息学分析 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 AcSp1-A.v全长基因克隆 |
| 4.3.2 AcSp1-A.v信号肽预测 |
| 4.3.3 AcSp1-A.v全长序列分析 |
| 4.3.4 氨基酸组分分析 |
| 4.3.5 密码子分析 |
| 4.3.6 二级结构预测 |
| 4.3.7 疏水性预测 |
| 4.3.8 NT端和CT端序列对比 |
| 4.3.9 重复区比对 |
| 4.3.10 三级结构预测 |
| 4.3.11 同源性分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 结语 |
| 参考文献 |
| 第5章 A.ventricosus AcSp2全长基因克隆及序列分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料方法 |
| 5.2.1 实验材料及仪器 |
| 5.2.2 RNA提取 |
| 5.2.3 cDNA合成及简并PCR |
| 5.2.4 AcSp2-A.v全长基因的克隆 |
| 5.2.5 AcSp2-A.v序列分析 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 AcSp2-A.v信号肽预测 |
| 5.3.2 AcSp2-A.v氨基酸序列分析 |
| 5.3.3 AcSp2-A.v二级结构预测 |
| 5.3.4 AcSp2-A.v疏水性预测 |
| 5.3.5 AcSp2-A.v三级结构预测 |
| 5.3.6 AcSp2-A.v同源性分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 结语 |
| 参考文献 |
| 第6章 AcSp2重组蛋白的克隆表达及成丝研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料方法 |
| 6.2.1 实验材料及仪器 |
| 6.2.2 Mini-AcSp2克隆构建 |
| 6.2.3 Mini-AcSp2克隆表达 |
| 6.2.4 圆二色谱(CD)分析 |
| 6.2.5 湿法纺丝 |
| 6.2.6 傅里叶变换红外光谱分析 |
| 6.2.7 扫描电镜(SEM)观察 |
| 6.2.8 力学性能的测定 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.3.1 Mini-AcSp2克隆 |
| 6.3.2 Mini-AcSp2蛋白表达 |
| 6.3.3 Mini-AcSp2CD分析 |
| 6.3.4 Mini-AcSp2纤维的表征 |
| 6.3.5 Mini-AcSp2的FTIR光谱 |
| 6.3.6 Mini-AcSp2的力学性能 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 结语 |
| 参考文献 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（7）大腹园蛛PySp基因多样性和MaSp1可变剪接体研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 蛛丝基因的多样性 |
| 1.3 可变剪接现象 |
| 1.4 蛛网的附着盘结构 |
| 1.5 重组蛛丝蛋白的表达策略 |
| 1.6 重组蛛丝蛋白的应用 |
| 1.7 密码子用法偏性分析 |
| 1.8 本论文的研究意义及内容简介 |
| 1.8.1 研究意义 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 梨状腺丝蛋白PySp1全长基因克隆及序列分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料方法 |
| 2.2.1 药品与试剂 |
| 2.2.2 培养基和常用试剂的配制 |
| 2.2.3 感受态细胞制备 |
| 2.2.4 基因组DNA提取 |
| 2.2.5 设计简并PCR引物 |
| 2.2.6 简并PCR |
| 2.2.7 锚定PCR |
| 2.2.8 大腹园蛛PySp1基因全长的克隆 |
| 2.2.9 大腹园蛛PySp1基因序列分析 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 基因组DNA提取 |
| 2.3.2 PySp1氨基酸序列分析结果 |
| 2.3.3 二级结构预测 |
| 2.3.4 疏水性预测 |
| 2.3.5 氨基酸含量分析结果 |
| 2.3.6 密码子分析结果 |
| 2.3.7 蛛丝蛋白序列对比 |
| 2.3.8 同源性分析 |
| 2.4 讨论 |
| 参考文献 |
| 第3章 新型梨状腺丝PySp2的克隆及分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料方法 |
| 3.2.1 试剂与仪器 |
| 3.2.2 培养基和常用试剂的配制 |
| 3.2.3 PySp2-A.v全长基因克隆 |
| 3.2.4 PySp2-A.v基因序列分析 |
| 3.2.5 PySp2-R1B基因的构建、表达和纯化 |
| 3.2.6 圆二色谱(CD)测试 |
| 3.2.7 丝纤维制备 |
| 3.2.8 扫描电镜观察 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 PySp2-A.v全长基因测序结果 |
| 3.3.2 氨基酸序列比对 |
| 3.3.3 PySp2-A.v的疏水性预测 |
| 3.3.4 PySp2-A.v二级结构预测 |
| 3.3.5 PySp2-A.v氨基酸和密码子使用分析 |
| 3.3.6 同源性分析 |
| 3.3.7 PySp2-R1B表达纯化 |
| 3.3.8 PySp2-R1B蛋白CD结果分析 |
| 3.3.9 天然附着盘及PySp2-R1B丝纤维的SEM |
| 3.4 讨论 |
| 参考文献 |
| 第4章 MaSp1A.v两个可变剪接体的表达及linker功能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料方法 |
| 4.2.1 试剂与仪器 |
| 4.2.2 大腹园蛛MaSp1 可变剪接体的RT-PCR |
| 4.2.3 MaSp1-A.v可变剪接体及linker克隆构建 |
| 4.2.4 蛋白纯化 |
| 4.2.5 圆二色谱分析 |
| 4.2.6 MaSp1-A.v可变剪接体生物信息学分析 |
| 4.2.7 MaSp1-A.v可变剪接体蛋白纺丝 |
| 4.2.8 扫描电子显微镜观察 |
| 4.2.9 傅里叶变换红外光谱分析 |
| 4.2.10 力学分析 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 MaSp1-A.v可变剪接体克隆构建及测序结果 |
| 4.3.2 MaSp1-A.v可变剪接体序列分析 |
| 4.3.3 可变剪接体蛋白的二聚化 |
| 4.3.4 可变剪接体蛋白CD分析结果 |
| 4.3.5 丝纤维及水凝胶SEM表征 |
| 4.3.6 丝纤维及水凝胶FTIR表征 |
| 4.3.7 力学性能预测 |
| 4.4 讨论 |
| 参考文献 |
| 第5章 A.ventricosus转录组测序分析及密码子分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料方法 |
| 5.2.1 蜘蛛采集 |
| 5.2.2 基因组数据 |
| 5.2.3 转录组测序流程 |
| 5.2.4 转录组测序数据提取和过滤 |
| 5.2.5 大腹园蛛转录组基因功能注释 |
| 5.2.6 密码子使用偏好性分析 |
| 5.2.7 高表达最优密码子确定 |
| 5.2.8 密码子使用模式比较 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 转录组测序结果 |
| 5.3.2 密码子分析结果 |
| 5.4 讨论 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 附录Ⅰ 进化树中的物种名全称及其在NCBI的登录号 |
| 附录Ⅱ 蛋白纯化步骤 |
| 附录Ⅲ Ni柱重生步骤 |
| 附录Ⅳ 符号说明 |
（8）跨域基因数据隐私计算研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 数据加密及隐私计算 |
| 1.2.2 隐私保护的多源联合学习研究 |
| 1.2.3 基因计算研究 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 1.4 文章组织结构 |
| 第二章 基础知识 |
| 2.1 安全多方计算 |
| 2.1.1 概念介绍 |
| 2.1.2 主要性质 |
| 2.1.3 安全模型 |
| 2.1.4 ABY混合协议框架 |
| 2.2 常用密码学工具 |
| 2.2.1 不经意传输协议 |
| 2.2.2 秘密共享 |
| 2.2.3 同态加密 |
| 2.2.4 代理重加密 |
| 2.3 FT检验和LD检测 |
| 2.3.1 费舍尔精确(FT)检验 |
| 2.3.2 连锁不平衡(LD)检测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基因隐私安全的两方跨域联合计算方案 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基因隐私安全的联合计算方案设计 |
| 3.2.1 系统模型 |
| 3.2.2 FT和LD检测的安全算法设计 |
| 3.2.3 安全性证明 |
| 3.3 实验分析 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 FT检验安全算法实验分析: |
| 3.3.3 LD检测安全算法实验分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基因隐私安全的多用户跨域联合模型训练方案 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 联合模型训练基础方案设计 |
| 4.2.1 系统模型 |
| 4.2.2 方案详述 |
| 4.2.3 安全性证明 |
| 4.3 联合模型训练提高方案设计 |
| 4.3.1 系统模型 |
| 4.3.2 方案详述 |
| 4.3.3 安全性证明 |
| 4.4 实验分析 |
| 4.4.1 实验设计 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）基于酵母基因组序列特征的翻译速率分析与预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第二章 数据集与研究方法 |
| 2.1 数据集 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 皮尔逊相关系数 |
| 2.2.2 平均绝对误差 |
| 2.2.3 支持向量机 |
| 2.2.4 最优密码子分数 |
| 2.2.5 密码子适应指数 |
| 2.2.6 物种特异tRNA适应指数 |
| 2.2.7 蛋白质物化性质参数 |
| 2.2.8 多元线性回归分析 |
| 第三章 酵母基因组翻译效率的分析及预测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 翻译效率与mRNA及蛋白质特征的相关性分析 |
| 3.2.1 翻译效率与mRNA序列特征的相关性分析 |
| 3.2.2 翻译效率与蛋白质特征的相关性分析 |
| 3.3 翻译效率的实值预测 |
| 3.4 翻译效率的分类预测 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 酵母基因组翻译延伸速率的分析与预测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 翻译延伸速率的定义 |
| 4.2.1 完全非对称简单排它过程 |
| 4.2.2 核糖体翻译延伸速率定义 |
| 4.3 密码子使用与翻译延伸速率的相关性分析 |
| 4.3.1 密码子使用频率与翻译延伸速率的相关性 |
| 4.3.2 描述密码子使用的参数与翻译延伸速率的相关性 |
| 4.4 蛋白质性质与翻译延伸速率的相关性分析 |
| 4.4.1 氨基酸含量与翻译延伸速率的相关性 |
| 4.4.2 蛋白质特征参数与翻译延伸速率的相关性 |
| 4.5 翻译延伸速率的预测 |
| 4.5.1 全数据集上的预测结果 |
| 4.5.2 长基因数据集上的预测结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 翻译起始和延伸区的序列分析及预测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 翻译起始区和延伸区的相关定义 |
| 5.2.1 翻译起始区和延伸区的划分标准 |
| 5.2.2 翻译延伸区核糖体密度定义 |
| 5.2.3 局部密码子适应指数 |
| 5.2.4 局部tRNA适应指数 |
| 5.3 翻译起始区和延伸区密码子使用分析 |
| 5.3.1 翻译起始区密码子使用频率分析 |
| 5.3.2 翻译延伸区密码子使用频率分析 |
| 5.4 翻译起始区和延伸区氨基酸含量的使用分析 |
| 5.4.1 翻译起始区氨基酸含量的使用分析 |
| 5.4.2 翻译延伸区氨基酸含量的使用分析 |
| 5.5 密码子的第三位碱基G/C的使用差异 |
| 5.6 局部密码子适应指数差异分析 |
| 5.7 局部tRNA适应指数差异分析 |
| 5.8 翻译延伸区的分类预测 |
| 5.9 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 存在的问题与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文及取得的科研成果 |
（10）基于科学史的高中生物学微课开发应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 一、绪论 |
| (一) 研究意义 |
| 1.生物学科学史教学的重要性 |
| 2.生物学科学史教学现状不容乐观 |
| 3.微课的兴起 |
| (二) 概念界定 |
| 1.微课 |
| 2.生物学学科核心素养 |
| 3.科学本质 |
| (三) 国内外研究现状 |
| 1.高中生物学科学史教学研究现状 |
| 2.高中生物学微课研究现状 |
| (四) 研究内容 |
| 1.基于科学史的高中生物学微课的开发 |
| 2.基于科学史的高中生物学微课的应用 |
| 3.微课在科学史教学中的应用反思及建议 |
| (五) 研究方法 |
| 1.文献研究法 |
| 2.案例研究法 |
| 3.调查研究法 |
| (六) 研究思路 |
| 二、科学史教学现状反思 |
| (一) 存在的问题 |
| 1.未达成素养目标 |
| 2.忽视科学本质的学习 |
| (二) 限制因素 |
| 1.未形成科学史知识体系 |
| 2.课时不足 |
| (三) 解决策略 |
| 1.提高自身科学史知识储备量 |
| 2.制作科学史微课应用于课前或课后 |
| 3.开发设计不同侧重点的科学史微课 |
| 三、基于科学史的微课设计与开发 |
| (一) 基于科学史的微课设计原则 |
| 1.素养导向 |
| 2.合理选材 |
| 3.情境真实 |
| 4.科学正确 |
| (二) 微课设计与制作的基本流程 |
| 1.选择题材 |
| 2.确立素养目标 |
| 3.科学史素材的收集与分析 |
| 4.教学设计 |
| 5.学习任务单设计 |
| 6.微练习设计 |
| 7.制作课件 |
| 8.制作视频 |
| (三) 微课设计与制作的案例 |
| 1.侧重探究能力培养的微课的设计 |
| 2.侧重思维训练的微课的设计 |
| 3.侧重社会责任培养的微课的设计 |
| 4.侧重科学本质理解的微课的设计 |
| (四) 微课制作的反思 |
| 1.适度拓展 |
| 2.素材积累 |
| 3.注重设计 |
| 4.语调起伏 |
| 5.后期美化 |
| (五) 微课的上传与共享 |
| 四、基于科学史的微课应用 |
| (一) 基于科学史的微课应用案例 |
| 1.基于科学史的微课应用于课前预习 |
| 2.基于科学史的微课应用于课后复习 |
| (二) 科学史微课实施效果调查 |
| 1.问卷调查分析 |
| 2.访谈调查分析 |
| (三) 科学史微课在高中生物学教学中应用的效果 |
| 1.促进学生学习兴趣和学习能力的提升 |
| 2.促进素养目标的达成 |
| 3.满足学生的个性化需求 |
| 4.促进教师综合素质的发展 |
| 5.促进教学形式的多样化 |
| (四) 微课教学实践的反思 |
| 1.任务驱动学生自主学习 |
| 2.科学史微课应用于教学的局限性 |
| 五、研究总结与展望 |
| (一) 总结 |
| (二) 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 科学史微课教学设计 |
| 附录2 学习任务单 |
| 附录3 微练习 |
| 附录4 科学史微课课件 |
| 附录5 科学史微课视频 |
| 附录6 科学史微课应用效果调查问卷 |
| 附录7 科学史微课应用效果访谈提纲 |
| 致谢 |
四、基因密码与生命预测（论文参考文献）
- [1]脱身策略[J]. 查尔顿·佩特斯,余书华. 译林, 2021(05)
- [2]管蚜蝇族线粒体基因组结构及系统发育分析[D]. 李娟. 陕西理工大学, 2021(08)
- [3]IGF-1 c.258A>G同义突变小鼠模型的构建及其功能解析[D]. 王思瑶. 吉林大学, 2021(01)
- [4]仓鼠科红背?、东方田鼠、黑线仓鼠线粒体DNA全序列及系统进化分析[D]. 秦珂嵩. 牡丹江师范学院, 2021(08)
- [5]真菌胁迫响应TaNAC基因和小麦杂种衰亡分子机理研究[D]. 吕士凯. 西北农林科技大学, 2021
- [6]三种蜘蛛丝蛋白基因结构及仿生蛛丝的性能研究[D]. 温睿. 东华大学, 2020
- [7]大腹园蛛PySp基因多样性和MaSp1可变剪接体研究[D]. 王康康. 东华大学, 2020
- [8]跨域基因数据隐私计算研究[D]. 李统. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [9]基于酵母基因组序列特征的翻译速率分析与预测[D]. 梁珍. 内蒙古工业大学, 2020(02)
- [10]基于科学史的高中生物学微课开发应用研究[D]. 朱露亚. 华中师范大学, 2019(02)