WaspBase数据库构建以及寄生蜂基因家族扩张与收缩分析

发布时间：2020-04-01 22:29

【摘要】：DNA测序技术是人类探索生命秘密的重要研究手段,随着测序技术不断发展,测序手段越发的成熟,测序成本越来越低,基因组时代的大潮席卷而来,数据量不断的累积增加,生物信息学也随之不断的发展,不断成熟。昆虫作为地球上种类最为丰富的一个类群,与人类的生活息息相关,基因组时代的昆虫学研究离不开基因组学和转录组学的数据支持,大数据时代的昆虫学的研究思路和方法都会发生革命性的改变。害虫危害农作物带来的减产和经济损失是农业生产中的主要问题。寄生蜂是许多农业害虫的天敌,被广泛用作生物防治的手段,因此本文针对现有的寄生蜂基因组和转录组数据从生物信息的角度开展了研究,主要结果如下:1、WaspBase数据库的构建植物、植食性昆虫和寄生蜂,形成三级营养食物链。了解这一系统的相互作用,不仅有利于害虫防治,而且有助于了解寄生蜂的寄生机制。WaspBase就是一个整合这三者之间关系的数据库,包括36个物种的573个转录组、12个寄生蜂、8个寄生昆虫和8种植物的基因组数据。从这些物种的基因组和转录组数据中分析了长链非编码RNA(lncRNA)、非编码区(UTR)和25个被广泛研究的基因家族。同时提供BLAST、搜索、下载以及常用的工具如HMMER,MAFFT,Trimal和JBrowse等网页服务。此外,WaspBase还收集了寄生蜂领域的研究人员。2、基因组水平的寄生蜂基因家族扩张与收缩分析对现有的9个寄生蜂基因组数据开展了全基因组水平的基因家族分析,包括4个茧蜂科物种,4个小蜂总科物种,1个尾蜂。结果表明,同属于茧蜂科或者小蜂总科的物种,在基因家族的扩张和收缩方面既存在共性也存在较大的差异。对同时在3个及以上物种中扩张或者收缩的基因家族进行了分析,显示寄生蜂细胞运动、营养物质合成相关的基因家族发生了普遍的收缩和丢失,而代谢和遗传物质合成等相关基因发生了明显的扩增。农业生态系统中,长期的使用化学农药不仅仅会导致该地区害虫抗药性增强,同时也会杀伤寄生蜂,若寄生蜂持续遭受伤害,造成的后果十分严重,但是寄生蜂作为生物防治的重要手段,构建寄生蜂数据共享平台,从基因组水平对寄生蜂基因家族进行分析,对生态系统的稳定,对生态环境的保护有着重要的意义。
【图文】：

数据库,寄生蜂

防治是一种环境友好的害虫防治方法。寄生蜂是许多重要经济害虫的有名的生物防治剂。寄生蜂是一类膜翅目昆虫产卵或在宿主体内[46]，寄生宿主直至化蛹，最终会杀死宿主[47]。然而，利用寄生蜂防治害虫具有明寄生蜂的发展滞后于害虫的爆发和控制效率的低下[40]。了解寄生蜂与其抗作用是提高控制效率的一项重要任务。目前，34 个寄生蜂的基因组据已被存放在公共数据库如美国国家生物技术信息中心 (NCBI)。此外的8个寄主[48-50]和8个被这些昆虫宿主破坏的植物[51-56]的基因组也可被资源在公共数据库不能被很好的组织利用，因此建立一个寄生蜂相关的便利的数据平台，数据挖掘，，有效的组织数据，方便研究者使用。

模块图,数据库功能,模块,核酸序列

图 2-2 WaspBase 数据库功能模块Figure 2-2 Overview of WaspBase function modules3.1 BLAST 序列比对模块BLAST[60](Basic Local Alignment Search Tool)是基于 Altschul 等人在J.Mol.Biol 上发表的方法，查询序列对序列数据库中进行同源性序列比对，找到相似度大同源性高的序列。BLAST 可处理任何数量的序列，包括蛋白质序列和核酸序列，NCBI 现阶段的 BLAST 版本是 2.80，里面包含五种 BLAST。（1）BLASTP 是直接比较蛋白序列之间的相似性，将蛋白序列比对到自己构建的蛋白序列库中，不需要任何的翻译。（2）BLASTX 是将核酸序列比对到蛋白库上，比较核酸序列和蛋白质序列之间的相似性，但是需要先将核算序列翻译成蛋白质序列，这就产生了六种可能的蛋白序列，再和自己构建的蛋白序列库进行比较。（3）BLASTN 是直接比较核酸序列之间的相似性，将核酸序列比对到自己构建的核酸序列库中。（4）TBLASTN 与BLASTX 相反，是将蛋白序列比对到核酸库中，但是它是需要先将库中的核酸序列
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S476.3

【参考文献】