基于高通量测序的Klebsiella pneumoniae基因组拼接的研究

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhonly
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsiella pneumoniae)是一种革兰氏阴性细菌,目前主要用于生产2,3-丁二醇和1,3-丙二醇等化学品,同时可以代谢合成3-羟基丙醛、乙醇、乙酸、乳酸等。Klebsiella pneumoniae具有广阔的工业化应用前景。因此得到Klebsiella pneumoniae的全基因组序列,对其代谢途径进行研究及分子改造具有重要的意义。   近几年来,新一代高通量测序技术发展迅速,已经逐渐成为研究基因组的重要手段。但是由于其Reads短、精度低和数据量大等缺点也为它用于生物学的研究带来了不便。因此,如何从高通量测序数据中筛选出有价值的信息是生物信息学研究的热点之一。本文利用目前高通量测序技术中广泛使用的Illumina/Solexa测序技术,对实验室分离到的一株Klebsiella pneumoniae KG2进行全基因组测序,以此建立工作平台开展对测序后数据的拼接和分析研究,探究高通量测序数据处理的规律性。进而获得Klebsiella pneumoniae的全基因组序列。   本实验取得以下几个主要结果:   1、本实验针对抽提基因组DNA不纯,有质粒DNA污染的问题,提出了先去除质粒再测序的设想,尝试了采用高温和消除剂消除质粒的方法。结果表明Klebsiella pneumoniae的最佳质粒消除条件为:采用培养温度45℃,消除剂SDS浓度为0.3%复合条件,质粒消除率可达41.7%。最终筛选到了消除质粒的衍生菌株,为下一步测序及拼接等提供了适宜的材料。   2、本实验选择了目前比较常用的三种拼接软件Velvet、AbySS、SOAPdenovo对测序数据进行拼接比较,并对同一软件的不同拼接参数进行拼接优化分析,以期寻找最适的拼接软件和最适拼接参数,为以后的研究提供参考借鉴。本实验结果显示Klebsiella pneumoniae基因组的最适拼接软件为Velvet,最适拼接参数K-mer为27。   3、基于目前大多数软件都是从头拼接,对于如何进一步拼接contigs仍然是个问题。本实验提出了利用参考基因组指导拼接的新思路。研究了利用参考基因组序列将contigs进行重排形成scaffold,然后根据重叠序列进行拼接的新方法,最终得到了最佳的scaffold(number=104,N50=98160bp)。该方法为序列拼接的研究提供了新手段。   4、为了找到与目的菌最相似的参考基因组,提高参考基因组重排contigs的准确性,本实验通过NCBI在线BLAST搜索,构建16SrDNA进化树和比较Mapping率,找到了最佳的参考基因组Klebsiella pneumoniae KCTC2242。   经过研究本实验得到了绝大部分的Klebsiella pneumoniae菌株KG2的基因组序列,为后续对及代谢途径的研究和分子改造奠定了基础。   在DNA测序手段还没有突破性进展的前提下,全基因组序列拼接仍然是生物信息学领域重要的研究内容,本文对全基因组的序列拼接软件做了详细的分析研究,并就参考基因的筛选和质粒基因污染的问题提出了具体的解决方案,为今后研究人员从事序列拼接提供参考借鉴。
其他文献
本文从羌活的地理分布、资源现状、人工驯化及栽培、化学成分、质量控制及药理学特性等方面阐述了此种药用植物的研究概况,总结了羌活的研究成果,发现目前还缺乏羌活人工驯化及栽培、药材品质提升及预处理的一个系统性的研究。针对羌活相关研究存在的不足,提出了羌活驯化后的药材品质、最适栽培年限、适种区分布、药材品质与生态因子的关系、药材预处理方式及条件的系统性研究方法。以甘肃省栽培宽叶羌活主要产区(定西、陇南、甘
  黑河流域出山径流高精度模拟对中下游河道生态水文效应及水资源管理研究起着有十分重要的作用。然而位于高寒气候下的上游降水观测站的缺乏及其不均匀的空间分布可能导致
会议
  本文简要介绍了在实际工作中出现的自动站传感器故障个例,利用自动站采集数据进行对比分析,判断传感器故障的方法。
军事人物报道中的情感运用,是典型宣传效果的倍增器,必须加以重视。军事人物报道目前在情感运用上还存在不少问题,必须加以纠正。军事人物报道,要用情感架起作者、人物和读者
  根系是植被获取水分和养分的主要途径,它通过植被冠层和大气间的水分和能量交换将土壤与大气联系起来;因此对陆面过程模式中根系的准确刻画,是地球系统模式中生态过程、水
会议
  在洪水预报中引入数值天气预报可以延长洪水预报的预见期。集合预报考虑了初始场的不确定性和模式的不确定性,避免"单一"确定性数值天气预报结果易存在的预报误区。本文以
会议
深入基层,不但锻炼了我们吃苦耐劳的精神,更让我感受到了一名新闻工作者“走到基层中去,走到人民中去”的重要性,只有接上地气,扎根基层,才能了解到基层,第一时间知道老百姓衣食住行
  土壤的冻结和融化是土壤内部的重要物理过程,其冻融界面位置的移动影响土壤水热特性以及陆面和大气之间的水分能量交换,从而对陆面水热过程产生重要影响本研究将土壤冻结和
会议
在全媒体高速发展的今天,看似弱势的广播,却在一次次灾难的考验中异军突起,在应急响应、社会责任和人文关怀方面发挥的独特价值,让广播迎来了新的春天。一、重大突发事件中,
双簧管作为一种独特西方乐器,逐渐的走入了我国的音乐演奏器具之中,其被使用程度也在不断提高。因为我国音乐所具有的独特特点,正确的掌握我国民族音乐的意境和风格、提高双簧管