Luận Văn Phát hiện marker microsatellite từ cơ sở dữ liệu trình tự est (Expressed Sequence Tags) của cây xoài

TÓM TẮT




Thời gian nghiên cứu: từ tháng 2 đến tháng 7 năm 2006


Địa điểm nghiên cứu: Trung tâm Phân tích Thí Nghiệm - trường Đại học Nông


Lâm TP. Hồ Chí Minh


Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cùng với sự kết hợp liên thông


giữa các ngành khoa học đã mở ra những thuận lợi to lớn cho việc nghiên cứu và phát


triển. Tin sinh học – một ngành khoa học mới ra đời với mục đích hỗ trợ, cung cấp


thông tin dữ liệu sẽ là một công cụ hữu ích giúp giải quyết những vấn đề khó khăn


trong nghiên cứu sinh học trên thực tế.


Cây xoài là loại cây ăn quả nhiệt đới quan trọng ở Việt Nam có giá trị kinh tế


cao. Chính vì thế việc xác định các giống xoài, phân tích sự đa dạng di truyền, lập bản


đồ các gen trong bộ gen là mục tiêu hiện nay. Với các ưu điểm của một marker rất hữu


dụng trong nghiên cứu di truyền, chúng tôi đã tiến hành xây dựng phương pháp phát


hiện marker microsatellite từ nguồn cơ sở dữ liệu EST hiện có.


Phương pháp: chúng tôi đã sử dụng các chương trình Perl est_trimmer.pl,


misa.pl, phần mềm BioEdit với công cụ CAP contig assembly program, phần mềm


Primer3 và gói công cụ ssrfinder_1_0.


Kết quả đạt được:


Tải được các trình tự EST của cây xoài có trong nguồn cơ sở dữ liệu của


NCBI


Xác định được 267 microsatellite bao gồm các dạng dinucleotide


(4.12%), trinucleotide (95.51%) và tetranucleotide (0.37%)


Xác định vùng bảo tồn và thiết kế primer cho 6 loại microsatellite là các


loại microsatellite sau CAA, CCA, CAT, TCA, TCT, TGA

MỤC LỤC


CHưƠNG TRANG


Trang tựa


Lời cảm tạ iii


Tóm tắt iv


Summary .v


Mục lục vi


Danh sách các chữ viết tắt x


Danh sách các bảng xi


Danh sách các hình .xii


1. MỞ ĐẦU 1


1.1. Đặt vấn đề 1


1.2. Mục đích và yêu cầu 1


1.2.1. Mục đích 1


1.2.2. Yêu cầu 2


1.3. Giới hạn .2


2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .3


2.1. Giới thiệu về tin sinh học 3


2.1.1. Định nghĩa .3


2.1.2. Mối quan hệ giữa sinh học và tin học 3


2.1.3. Tầm quan trọng của tin sinh học .4


2.1.4. Mục tiêu của tin sinh học 5


2.1.5. Vai trò của tin sinh học 5


2.1.6. Một số bài toán lớn trong tin sinh học .6


2.2. Khái quát về dữ liệu trình tự 7


2.2.1. Lịch sử .7


2.2.2. Một số cơ sở dữ liệu trên thế giới 8


2.2.2.1. NCBI .8


2.2.2.2. EBI .8


2.2.2.3. DDBJ và PDBj 9


2.3. Ngôn ngữ lập trình Perl .9


2.3.1. Giới thiệu về Perl và lịch sử phát triển 9


2.3.2. Ứng dụng .10


2.3.3. Perl và tin sinh học 10


2.3.4. Các thành phần cơ bản trong Perl 11


2.3.4.1. Dữ liệu vô hướng .11


2.3.4.2. Các cấu trúc điều khiển .13


2.3.4.3. Mảng 14


2.3.4.4. Bảng băm .17


2.3.4.5. Thao tác với tập tin 17


2.3.4.6. Chương trình con .19


2.3.4.7. Regular expression 21


2.4. Giới thiệu về cây xoài 21


2.4.1. Vị trí phân loại .21


2.4.2. Nguồn gốc .22


2.4.3. Giá trị dinh dưỡng và lợi ích .22


2.4.4. Đặc điểm hình thái 23


2.4.4.1. Rễ .23


2.4.4.2. Thân và tán cây 23


2.4.4.3. Lá .23


2.4.4.4. Hoa . 23


2.4.4.5. Quả 24


2.4.4.6. Hạt .24


2.4.4.7. Phôi 25


2.4.5. Yêu cầu sinh thái .25


2.4.5.1. Nhiệt độ .25


2.4.5.2. Đất .25


2.4.5.3. Lượng mưa 26


2.4.6. Một số giống xoài trồng phổ biến ở Việt Nam 26


2.4.6.1. Xoài cát Hòa Lộc .26


2.4.6.2. Xoài cát Cần Thơ .26

2.4.6.3. Xoài thơm 26


2.4.6.4. Xoài bưởi .26


2.4.6.5. Xoài tượng .27


2.4.6.6. Xoài Thanh Ca .27


2.5. Khái quát về EST .27


2.5.1. Định nghĩa .27


2.5.2. Nguyên nhân hình thành và ứng dụng của EST 27


2.5.3. Sự hình thành EST 29


2.6. Giới thiệu về microsatellite 30


2.6.1. Khái niệm 30


2.6.2. Đặc điểm 30


2.6.3. Cơ chế hình thành microsatellite .31


2.6.3.1. Sự trượt lỗi của polymerase .31


2.6.3.2. Sự bắt cặp không đồng đều trong giảm phân 32


2.6.4. Mô hình sự đột biến của microsatellite .32


2.6.4.1. Mô hình đột biến bậc thang .32


2.6.4.2. Mô hình “K” alen 33


2.6.4.3. Mô hình alen vô hạn 34


2.6.5. Nguyên nhân tồn tại của microsatellite .34


2.6.6. Các cách phân lập microsatellite .35


2.6.6.1. Microsatellite có nguồn gốc từ thư viện 35


2.6.6.2. Microsatellite từ thư viện BAC/YAC 35


2.6.6.3. Microsatellite từ thư viện cDNA .36


2.6.6.4. Microsatellite có nguồn gốc từ dữ liệu 36


2.6.6.5. Kiểm tra microsatellite từ một loài có liên quan .38


2.6.7. ưu điểm và hạn chế .38


2.6.7.1. ưu điểm .38


2.6.7.2. Hạn chế 39


3. PHưƠNG TIỆN VÀ PHưƠNG PHÁP TIẾN HÀNH .40


3.1. Thời gian và địa điểm 40


3.2. Phương tiện 40


3.3. Phương pháp 40

3.3.1. Thu nhận trình tự EST của cây xoài 41


3.3.1.1. NCBI và EST .41


3.3.1.2. Truy cập cơ sở dữ liệu và thu nhận trình tự 41


3.3.2. Sắp xếp các trình tự EST .42


3.3.3. Tìm kiếm microsatellite .44


3.3.3.1. Công cụ SSRIT 44


3.3.3.2. Công cụ MISA .45


3.3.4. Xác định vùng bảo tồn .46


3.3.5. Thiết kế primer 47


3.3.5.1. Primer3 49


3.3.5.2. Chương trình Perl ssrfinder_1_0 .50


4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53


4.1. Thu nhận trình tự EST của cây xoài 53


4.2. Sắp xếp các trình tự .54


4.3. Kết quả tìm kiếm microsatellite 54


4.3.1. Công cụ SSRIT 54


4.3.2. Công cụ MISA .55


4.4. Xác định vùng bảo tồn .58


4.5. Thiết kế primer đối với 6 microsatellite 59


4.5.1. Chương trình Primer3 59


4.5.2. Chương trình Perl script ssrfinder_1_0 .60


5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 62


5.1. Kết luận .62


5.2. Đề nghị 63


6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 64


7. PHỤ LỤC .66