国产遗传分析仪测序模块优化设计研究

本文使用国产24道遗传分析仪搭配国产36 cm毛细管阵列,解决无胶筛分毛细管电泳技术为基础的遗传分析仪在测序中荧光信号校正、运行电压、迁移校正问题。以24道遗传分析仪原始光谱荧光信号为基础,建立光谱校正模型,获得基线噪声阈值。通过运行电压与峰间距值绘制标准曲线,利用测序分析软件计算清晰片段长度,确定最佳运行电压和峰间距,进而计算迁移偏移值,建立碱基大小与迁移时间的线性模型,实现碱基的准确识别。研究表明,在合适的光谱校正和基线噪声阈值限制下,当运行电压设置为10 kV,峰间距为13.05帧时,分析仪的最长清晰片段检验能力最强,为561 bp。通过迁移修正值的补偿,建立碱基大小与迁移时间的线性模型,碱基G、A、T、C的R2(标准曲线)值分别从0.9927、0.9927、0.9945、0.9879提高到0.9996、0.9998、0.9996、0.9997,且修正后,各个荧光标记的碱基均能得到正确标记,无漏标和错标,清晰片段长度延长到621 bp。本研究可以指导国产遗传分析仪测序模块的优化和设计,使分析仪的DNA碱基识别功能更高效和准确。

对于未知来源个体进行族群推断的自动分析系统

建立一种基于概率算法、聚类分析和主成分分析的DNA族群推断系统(DNA Ancestry Analyzer Version1.0,简称DAA v1.0),用于对未知来源个体进行族群推断。DAA v1.0基础部分用Python语言、R语言、C语言编写;前端部分用node.js语言、HTML语言、css语言编写。DAA v1.0可对未知来源个体的族群进行推断,与已有分析方法相比,结果的一致性为100%,运算效率提升了600%。该系统可界面化、自动化地计算DNA来源人的群体匹配概率和似然比值、群体成分,绘制群体归类图,在人类遗传学、法医遗传学等领域有重要的应用价值。

RAPD分子标记水稻遗传距离及其与杂种优势的关系

用 12个水稻亲本按NCⅡ设计配组 32F1 杂种 ,以汕优 6 3为对照 ,研究播始历期、株高、穗长及产量因素等 8个性状的杂种优势。并以 12个亲本为DNA样品来源 ,通过随机引物PCR扩增基因组DNA的多态性 ,探索利用RAPD标记水稻亲本遗传距离预测杂种优势的可能性。由RAPD数据计算的Nei’s遗传距离创建聚类树状图。聚类分析结果表明 ,籼稻和粳稻容易被分开 ,普通粳稻又容易与光壳稻、爪哇稻分开 ,但光壳稻和爪哇稻混合聚在一起。F1 每穗总粒数的优势最强 ,中亲优势平均为 33.46 % ,竞争优势平均为 2 3.10 %。F1 播始历期、株高、穗长、有效穗 4个性状中亲优势和竞争优势均表现为粳×粳 <粳×偏粳 <粳×籼。每穗总粒数的中亲优势也表现上述趋势 ,而竞争优势则是粳×粳 <粳×籼 <粳×偏粳。全生育期、株高、穗长的中亲优势和竞争优势与遗传距离之间均达极显著相关。每穗总粒数的中亲优势与遗传距离之间达显著相关 ,而竞争优势则达极显著相关。根据聚类图发现普通粳稻亚群内杂种优势较弱 ,亚群间即生态群间的杂种优势较强 ,群间即籼、粳亚种间杂种优势更强。利用光壳稻、爪哇稻选育不同生态群方向的恢复系和不育系 ,配组超强优势的杂交稻组合。

主栽品种镇稻88对水稻条纹叶枯的抗性特征及其遗传研究

【目的】明确镇稻88对水稻条纹叶枯病的抗性特征及其抗性遗传模式,寻找与抗条纹叶枯病基因连锁的分子标记。【方法】利用单分蘖鉴定、苗期接种鉴定、非嗜性测验和抗生性测验分析镇稻88对水稻条纹叶枯病和介体灰飞虱的抗性;分别采用单分蘖鉴定和苗期接种鉴定方法对武育粳3号与镇稻88构建的F2群体、F2:3家系进行水稻条纹叶枯病抗性遗传分析;以SSR标记连锁分析方法对抗病基因进行定位。【结果】镇稻88表现出较强的病毒抗性和较弱的抗虫性;其对水稻条纹叶枯病的抗性表现为显性单基因的遗传模式;SSR标记分析显示该抗病基因位于水稻第11染色体上,与标记RM229间的遗传距离为4.7cM。【结论】镇稻88对水稻条纹叶枯病的抗性主要来自于对病毒的抗性,由一对主效核基因控制,以镇稻88为抗病亲本结合本研究结果,可望加快水稻条纹叶枯病抗性品种选育的速度。

柴油机故障诊断中的遗传与模糊C-均值混合聚类分析算法

该文探讨了遗传算法与模糊C-均值算法相结合的混合聚类分析算法,给出了在柴油机故障诊断中的应用,效果良好。

水稻品种宁317对水稻条纹叶枯病的抗性特征及其遗传

为了明确水稻品种宁317对水稻条纹叶枯病的抗性特征及其抗性遗传模式,并寻找与抗条纹叶枯病基因连锁的分子标记。利用单分蘖鉴定、苗期接种鉴定、非嗜性测验和抗生性测验分析宁317对水稻条纹叶枯病和介体灰飞虱的抗性;并分别采用单分蘖鉴定和苗期接种鉴定方法对武育粳3号与宁317构建的F2群体、F2∶3家系进行水稻条纹叶枯病抗性遗传分析;同时以SSR标记连锁分析方法对抗病基因进行定位。结果表明:宁317表现出较强的病毒抗性和较弱的抗虫性;其对水稻条纹叶枯病的抗性表现为显性单基因的遗传模式;SSR标记分析结果显示该抗病基因位于水稻第11染色体上,与标记RM287间的遗传距离为21.7 cM。这表明宁317对水稻条纹叶枯病的抗性主要来自于对病毒的抗性,由1对主效核基因控制,以宁317为抗病亲本结合本研究结果,可望加快水稻条纹叶枯病抗性品种选育的速度。

不同径流下水库优化调度结果的比较分析

为了了解入库径流变化时水库优化调度的决策如何变化,探讨不同的径流过程优化调度结果的共同点,根据某实例的丰、平、枯水年的典型径流,用改进遗传算法进行水库优化调度仿真计算,对计算结果进行了分析比较,其结果对水库在径流不确定的条件下实现优化调度有一定的指导意义。

2株萎缩芽孢杆菌铬去除差异基因的PFGE分析

为寻找2株萎缩芽孢杆菌与铬去除相关的差异基因,探索PFGE技术在寻找差异基因方面的可行性,本研究以萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)ATCC 9372菌株和Ua菌株为材料,分别考察2株菌对Cr(VI)的耐受性和去除能力;采用PFGE技术进行基因组酶切片段分析,以期获得差异基因;利用转基因技术对得到的差异基因Cr(VI)去除功能进行验证。结果表明:2株菌在48h时菌体生长和对Cr(VI)的去除率达到最大值,ATCC 9372菌株的生长状况和Cr(VI)去除能力明显高于Ua菌株;基因组通过内切酶EcoRI-Hind III组合酶切后,PFGE分析得到了一条3kb左右的差异条带,测序比对结果表明该序列含有Yth A基因和Yti B基因;差异序列的酶切位点与内切酶组合一致,PCR结果表明差异序列只存在于Ua菌株中,转基因菌株ATCC 9372-Yti B的Cr(VI)去除率下降了约12%,表明Yti B基因与Cr(VI)的去除负相关。本研究利用PFGE技术成功发现2株萎缩芽孢杆菌的铬去除差异基因,经验证该技术可行性高,为寻找差异基因提供了一种新途径。

基因工程实验教学改革的实践探析

针对基因工程实验在培养学生能力方面的不足,通过分析课程安排、内容设置和实验报告的局限性及其不适应性,结合近几年来在实践教学中积累的经验,提出了优化教学内容、改进教学方法、以论文的形式书写实验报告、完善成绩评定方法等改革措施,发挥实验教学优势,充分利用教学资源,达到培养创新型人才的目的.

ABI3130xl全自动测序仪规模化测序的影响因素研究

【目的】提高利用ABI3130xl全自动测序仪对小麦与条锈菌互作的cDNA文库进行大规模测序的成功率,降低成本。【方法】将BigDye(BigDye(Teminator V3.1 Cycle Sequencing RR-100)分别稀释16,24和32倍设计测序的PCR反应体系,分析了EDTA溶液(125 mmol/L,pH 7.0)和醋酸钠溶液(3 mol/L,pH 5.2)以及不同模板类型等相关因素对测序结果的影响。【结果】BigDye稀释16倍的PCR反应体系的测序结果易出现染料峰,影响碱基正确读值;稀释32倍体系的测序结果中可用序列短,成功率低;稀释24倍体系测序结果的可用序列长且准确率高,为最佳反应体系。EDTA溶液和醋酸钠溶液可提高DNA纯化的质量,改善测序效果。以质粒DNA为模板测序较PCR产物直接测序效果好,通过控制模板质量可以提高测序成功率。【结论】利用优化体系共测得15 000条ESTs序列,其中有高读长序列13 080条,占87.2%,表明该优化体系简单有效,且可有效节约成本。

基于粗糙集理论的多目标电网规划最优化模型

为综合解决电网规划中经济性与可靠性问题,提出以供电方投资开发成本最小和基于风险评估的负荷缺电风险成本最小为目标的优化模型。应用粗糙集理论分析每个目标函数的约束度,以确定每个目标函数在优化模型中的权值。采用改进混合遗传模拟退火算法来求解该模型下的多目标电网规划问题,并采用19节点的电网扩展规划算例验证了该模型的有效性。

内-宜高速公路K96+800～K99+380路基病害成因分析及防治方法探讨

内宜高速公路K96 +80 0～K99+380地处四川盆地南部构造剥蚀丘陵区 ,穿越多个山丘和谷地 ,造成该段路基有人工填筑土、第四系淤泥质土等不良地质体 ,因而形成该段路基病害为过量沉降及沉降差和侧向挤出及局部坍滑两种类型。造成这种病害的原因是该路段局部填筑区地势低洼 ,自然排水困难 ,填筑土高度大、宽度大 ,未能真正压实固结。淤泥质土天然孔隙比大 ,为高压缩性土 ,且厚度大、埋深大。二者抗剪强度低 ,承载力低 ,是产生路基过量沉降及沉降差的主要原因。除上述原因外 ,由于高速公路加荷速率快 (路堤施工速率快 ) ,路堤接近或达到极限高度 ,附加剪应力高、荷载宽度大等是造成路基侧向挤出和局部坍滑的主要原因。对以上的两种路基病害治理采取压浆、旋喷及粉喷桩相结合 ,上部路堤填筑土体采取压浆加固 ,下部淤泥质土等软弱土采取深层搅拌桩 (旋喷及粉喷桩 )加固。二者结合还可对治理区产生群桩效应 ,同时提高地基土的密实度 ,防治路基侧向塑性挤出和坍滑。

多项目环境下复杂产品开发资源动态分配技术

首先建立了多项目环境下资源分配问题的数学模型,将资源匹配关系分为粗匹配和细匹配;进而提出了开发能力需求分析(development capacity requirements analyzing,DCRA)方法,用于分析各时段资源需求的可行性,并建立了基于DCRA的资源动态分配模型;为了适应多时段、多类型的资源细匹配需求,以"保证项目进度"和"平衡资源负荷"为目标,提出了一种改进遗传算法。最后结合实例验证了模型及方法的有效性。

粗糙集-改进神经网络落煤瓦斯涌出量预测

为对井下落煤瓦斯涌出量进行预测,采用粗糙集与改进神经网络相结合的方法,在样本数据的筛选上吸取粗糙集数据约简的优点,使选择的数据样本简洁且更具代表性;充分利用BP神经网络的非线性拟合能力,将遗传算法与其相结合,避免BP网络陷入局部最优.利用编写的程序确定隐含层节点数,相比以往经验公式取值更具优势.最后在任家庄煤矿成功应用.研究结果表明:利用粗糙集与改进神经网络相结合模型进行预测,结果准确可靠,克服了以往BP模型的不足.该模型对井下落煤瓦斯涌出量预测具有一定参考价值.

玉米纹枯病抗性的主基因＋多基因混合遗传分析

利用自交系CML429(高抗)、CI23(中抗)、DM9(高感)和478(高感)组配得到6对正反交组合以及抗感组合CML429×DM9的P1(CML429)、P2(DM9)、B1、B2、F1和F26个世代材料进行玉米纹枯病抗性鉴定,研究分析这些抗感组合的抗性遗传特性。结果表明:玉米纹枯病抗性基本不存在胞质效应,抗性遗传符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型;主基因间表现为加性-显性-上位性作用,两对主基因的加性效应分别为-1.2284和-1.2284,显性效应分别为-0.2065和-0.2063,其遗传效应值大小基本相同,且两对主基因间的加性效应与显性效应互作的上位性效应也相差不多,分别为0.2931和0.2935,两对主基因的遗传效应基本相同。抗感组合不同世代中F2的主基因遗传率最高(70.22%);多基因遗传率在B2最高(10.17%)。因此,在F2的选择效率最高。

基于遗传神经网络的边坡稳定性智能分析方法

分析了边坡稳定性的影响因素,建立边坡稳定性智能分析的系统模型.将遗传算法和人工神经网络相结合,并建立的遗传神经网络(GNN)具有较高的学习效率和较强的泛化能力.数值算例表明,GNN能有效地克服经典BP神经网络学习速度慢及泛化能力弱的缺点,基于GNN的边坡稳定性智能分析方法具有较高的分析准确率.图4,表2,参11.

一种莱茵衣藻启动子功能检测系统的构建

选用莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)作为检测微藻启动子功能的生物系统,以pSP124质粒为基础,雨生红球藻β-胡萝卜素酮化酶基因bkt1的启动子片段(450 base pair,记作450 bp)为间隔序列,引入两个Eam 1105Ⅰ限制性内切酶位点,构建莱茵衣藻启动子功能检测T载体.将聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)获得的1 986 bp的bkt1启动子片段直接克隆到T载体上,通过"珠磨法"转化到莱茵衣藻CC-849中,经Zeomycin筛选获得了TranB-0.45和TranBle转基因藻,而1 986 bp的bkt1启动子无转化子,原因可能是其含有负调控元件.PCR结果显示,ble可稳定存在于转基因藻中,bkt1启动子的450bp片段具有启动子活性,能正确表达BLE蛋白.该研究表明,莱茵衣藻和pB-0.45T载体所组成的检测系统可用于藻类启动子研究,为启动子功能的研究提供了一条新途径.

水稻品种产量性状的遗传相关及通径分析

通过对水稻品种的几个主要产量性状的遗传相关和通径分析表明,结实率、每穗实粒数、穴穗数与产量间有较高的遗传相关和通径系数。在选育水稻新品种中,应在稳定千粒重和较高结实率的基础上,把穗实粒数和穴穗数作为重点选择指标,可望选育出高产水稻品种。

STR分型检测仪器性能评价方法研究

目的:针对自主研制的GA118-16A遗传分析仪,设计一系列的检测方法以实现对仪器性能的评价。方法:从仪器的迁移速度、灵敏度、重复性、分辨力等方面进行检测方法设计,并进行试验检验。结果:以Gene Scan-500 LIZ为标准物质,根据迁移速度与电场强度关系,在电泳电压大于13KV时可在规定时间内完成500bp片段长度电泳,并进行有效分离,RSD≤2%;仪器的最低上样检测灵敏度可达3.8×10-2ng/μL;能准确分辨1bp差异的DNA片段;重复性RSD≤0.8%。结论:通过设计的实验方法可以对该分析仪的迁移速度、灵敏度等各项性能指标进行较好的评价。

大规模成像电子系统可靠性优化设计

为了保证大规模成像电子学系统的可靠性,同时尽可能降低研制成本,本文引入了遗传算法,首先,将大规模电子学系统细化为子系统、模块级的基本串并联形式,进行可靠性计算,综合考虑可选方案,设置约束条件,进行选择、交叉和变异操作找到最优适应度对应个体,即得到最佳优化方案。实验结果表明,遗传算法能很好的给出最优设计方案,以实际工程为例在节约成本的基础上能保证系统可靠性达到0.993以上,可应用于大规模电子系统可靠性方案设计的选取。