華大海洋
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華大海洋新添三項軟件著作權
日期:2022-07-15

近日,華大海洋自主編程及申報的三項計算機軟件通過國家版權局審查,正式獲得授權(圖1-3)。 

至此,華大海洋共有五項授權的軟件著作權,生物信息分析能力和科技研發實力得到進一步提升。華大海洋近十年來發表SCI論文150余篇,大部分基因組項目的數據分析都離不開這三個基礎軟件系統的支撐。 

整個系統搭建的主要負責人為華大海洋研究院副院長卞超博士。卞超博士長期從事生物信息分析工作,與華大海洋研究院院長石瓊教授一起培養了博士生、碩士生和博士后30余人,指導完成80余種重要經濟水生生物的基因組圖譜構建和個性化分析,為推動我國的水產基因組學步入國際領先行列做出了杰出貢獻。 

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圖1  基因組間共線性分析繪圖軟件 

基因組間共線性分析主要用于描述同源染色體上基因的位置關系,能反映出同一祖先型分化而來的不同物種間基因的類型以及相對順序的保守性。共線性分析能夠檢測出物種進化中基因組內重排和復制事件,針對基因組水平的堿基替換速率以及插入、缺失事件進行計算,有助于完成祖先基因組的重建。 

《基因組間共線性分析繪圖軟件V1.8.6》(圖1)可以預測出基因組間的共線性關系并繪制共線性圖,達到簡化分析和操作目的,從而更好地展示相互間的共線性關系圖。 

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圖2  硬骨魚祖先染色體進化分析軟件 

祖先染色體片段是指染色體上來源于物種祖先的區段。祖先染色體的進化有助于幫助理解脊椎動物基因組進化歷史中出現的全基因組復制事件(WGD)和染色體重排等重大染色體結構變異的現象。祖先染色體的進化分析為推進脊椎動物基因組學和進化生物學研究提供了理論基礎。 

Jaillon等人通過對黑斑鲀和人類基因組的比較分析(Jaillon, Aury et al. 2004),推算出由12條染色體構成的祖先脊椎動物基因組結構,構建了人類從祖先開始到近期染色體重排的大部分歷史。隨后,Kasahara等人在2007年繼續優化并構建出了以13條染色體為基礎的硬骨魚祖先染色體模型,隨后推算出在一次WGD事件后現存的硬骨魚存在8個主要的染色體重排,基于此模型可開展硬骨魚譜系進化鑒定和染色體進化分析。 

本軟件基于以上研究的核心觀點,將祖先染色體進化的分析整合,適用于大部分的硬骨魚染色體級別基因組分析。我們使用青鳉的蛋白及gff注釋文件與目的物種進行蛋白比對,篩選出最佳比對區段,隨后與13條祖先染色體進行共線性匹配,得到目的物種祖先染色體進化分布圖。以此為基礎編寫此《硬骨魚祖先染色體進化分析軟件》軟件進行魚類祖先染色體進化的分析研究,可以提高分析的效率,快速獲得祖先染色體片段分布圖,有助于硬骨魚基因組進化的研究工作。 

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圖3  基因組4dTV鑒定簡化流程軟件 

如果密碼子的某個位點上任何核苷酸都編碼同樣的氨基酸,則稱這個位點為四重簡并位點。4dTV值代表了第三位密碼子的替換率。共線性區段所包含的基因對的4dTV值可反映物種在進化史中的物種相對分化事件以及全基因組復制事件。常用來估計物種全基因組復制事件的時間。此軟件可以進行基因組內及基因組間4dTV值計算并繪制相應分布圖,同時簡化分析操作,更好的整理出4dTV分析結果。