基于HMMER算法鉴定基因家族在本科创新实验中的设计与实践

基因家族是真核生物特有的,是共同祖先的单基因发生重复和拷贝而形成的功能与结构相似的基因集合。HMMER是一种基于隐马尔可夫模型(HMM)的深度学习算法,现已成为代替BLAST算法进行基因家族鉴定的有力工具。为了让学生更好地理解该算法,本实验教学采用学生自主挑选的目标物种与基因家族,通过HMMER-3.1软件在全基因组水平对基因家族成员进行分析。以高粱SBP(SQUAMOSA Promoter Binding Protein)为目标家族,进行全基因组筛选,然后利用SMART、Pfam、NCBICD进行验证,通过MG2C、GSDS2.0等工具完成数据可视化。结果显示,高粱SBP家族共有19位成员,且成员结构具有相似性。该创新实验促进了学生对基因家族的了解以及对全基因组鉴定的认识,进一步提升了学生的实验与科研能力。