Luận Văn XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU SSRs (SIMPLE SEQUENCE REPEATS) TỪ ESTS (EXPRESSED SEQUENCE TAGS)

TÓM TẮT KHOÁ LUẬN


“XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU SSRs (SIMPLE SEQUENCE


REPEATS) TỪ ESTs (EXPRESSED SEQUENCE TAGS) CỦA CÂY DỨA


(Ananas comosus)”




Khóa luận được thực hiện tại bộ môn Công Nghệ Sinh Học, trường đại học


Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, trong khoảng thời gian từ tháng 3/2006 đến 8/2006.


Trong những năm qua sinh học không ngừng phát triển, đã tạo ra những kho dữ


liệu rất lớn về trình tự gene, protein, . của thực vật, động vật, Và với các thành tựu


vốn có của công nghệ thông tin, những trình tự gene này đã và đang được lưu trữ trong


cơ sở dữ liệu sinh học lớn như NCBI, EMBL, DDBj, Vì các cơ sở dữ liệu này quá


lớn và chứa rất nhiều thông tin khác nhau, không tập trung thành từng gene cụ thể nên


khó có thể thực hiện việc truy xuất các thông tin phục vụ trực tiếp cho một nghiên cứu


chuyên biệt, trong đó có phương pháp microsatellite. Do vậy, mục tiêu của chúng tôi


là tiến hành xây dựng cơ sở dữ liệu SSRs từ ESTs của cây dứa Ananas comosus được


lấy ở cơ sở dữ liệu sinh học NCBI.


Để đạt được mục tiêu trên, khóa luận cần đảm bảo thực hiện nội dung như sau:


Dùng Perl script để thu nhận trình tự các nucleotide của gene từ trang cơ


sở dữ liệu GenBank NCBI.


Tìm và tách các đoạn microsatellite có thể có trong mỗi đoạn gen.


Tìm hiểu về mô hình dữ liệu quan hệ, sử dụng mô hình này vào việc lưu


trữ dữ liệu các trình tự nucleotide và trình tự SSRs của Ananas comosus, và tạo


cơ sở dữ liệu chứa những trình tự này. Sau đó chuyển các dữ liệu này vào cơ sở


dữ liệu chính.


Kết hợp các phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu và phần mềm tạo web, thiết


kế trang web chia sẻ thông tin với người dùng.


MỤC LỤC


Nội dung Trang


LỜI CẢM ƠN .iv


TÓM TẮT KHOÁ LUẬN .v


DANH SÁCH CÁC HÌNH x


DANH SÁCH CÁC BẢNG xi


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xii


Phần 1. Mở đầu 1


1.1. Đặt vấn đề 1


1.1.1. Sơ lược về sinh – tin học .1


1.1.2. Sơ lược về cây dứa .2


1.1.3. Sơ lược về phương pháp Microsatellite .2


1.2. Mục tiêu của khóa luận . 3


Phần 2. Tổng quan tài liệu 4


2.1. Giới thiệu về cây dứa . 4


2.1.1. Vị trí phân loại 4


2.1.2. Nguồn gốc và phân bố .4


2.1.3. Đặc điểm hình thái .5


2.1.3.1. Rễ . 5


2.1.3.2. Thân . 5


2.1.3.3. Lá . 5


2.1.3.4. Hoa . 5


2.1.3.5. Quả . 6


2.3.1.6. Hạt 6


2.1.4. Đặc điểm trồng trọt 6


2.1.4.1. Yếu tố khí hậu 6


2.1.4.2. Yếu tố đất đai . 6


2.1.4.3. Yếu tố sinh vật . 7


2.1.5. Giá trị kinh tế và sử dụng 7


2.1.6. Các giống trồng 8


2.1.6.1. Nhóm Cayenne . 8


2.1.6.2. Nhóm Queen 9


2.1.6.3. Nhóm Spanish 9


2.1.6.4. Nhóm Abacaxi . 10


2.1.6.5. Các giống trồng trong nước . 11


2.1.7. Tình hình phát triển của cây dứa trong và ngoài nước 11


2.2. Các Marker phân tử 12


2.2.1. Isozymes 12


2.2.2. ALP 12


2.2.3. AFLP 12


2.2.4. RAPD .13


2.2.5. SSCP 14


2.2.6. SNP 14


2.2.7. SSR .15


2.2.8. Kỹ thuật STS và SCARP 15


2.2.9. RFLP 15


2.3. Chi tiết về microsatellite . 16


2.3.1. Định nghĩa .16


2.3.2. Các phương pháp phát hiện microsatellite 16


2.3.2.1. Phương pháp lai . 17


2.3.2.2. Phương pháp PCR 17


2.3.3. Vai trò của microsatellite 18


2.3.4. Ứng dụng .19


2.4. EST 19


2.4.1. Sơ lược về EST .19


2.4.2. Nguồn gốc của EST .20


2.5. Cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu . 20


2.5.1. Nguyên nhân ra đời của mô hình quan hệ .20


2.5.2. Cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệ 21


2.5.2.1. Định nghĩa cơ sở dữ liệu 21


2.5.2.2. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 21


2.5.3. Các mô hình dữ liệu .23


2.5.3.1. Định nghĩa 23


2.5.3.2. So sánh các mô hình dữ liệu 23


2.5.4. Người dùng .24


2.5.5. Cơ sở dữ liệu quan hệ và hệ tập tin theo lối cũ 25


2.5.5.1. Vấn đề 1: Cấu trúc logic và cấu trúc vật lý 25


2.5.5.2. Vấn đề 2: Dư thừa dữ liệu 25


2.5.5.3. Vấn đề 3: Sự khai thác dữ liệu của người sử dụng 25


2.6. Internet và Web . 26


2.6.1. Sơ lược về Internet .26


2.6.1.1. Tóm lược lịch sử phát triển 26


2.6.1.2. Tổng quát về Internet . 26


2.6.2. Các dịch vụ được cung cấp trên Internet .28


2.6.2.1. Phân loại khối thông tin . 28


2.6.2.2. Các dịch vụ cơ bản . 28


2.6.3. Tích hợp cơ sở dự liệu với web 28


2.7. Ngôn ngữ lập trình Perl và Javascript 28


2.7.1. Ngôn ngữ Perl .28


2.7.1.1. Tóm tắt lịch sử phát triển . 28


2.7.1.2. Ứng dụng 29


2.7.1.3. Một số module của Perl thường được sử dụng 29


2.7.2. Ngôn ngữ Javascript .30


2.7.2.1. Định nghĩa Javascript . 31


2.7.2.2. Javascript có thể làm gì? 31


2.7.2.3. Ưu và nhược điểm của Javascript 31


2.8. Cơ sở dữ liệu sinh học . 32


2.8.1. NCBI 32


2.8.1.1. Vài nét về NCBI . 32


2.8.1.2. Một số cơ sở dữ liệu trong NCBI . 33


2.8.1.3. Một số công cụ trong NCBI . 33


Phần 3. Phương pháp và chương trình sử dụng .35


3.1. Các chương trình và ngôn ngữ lập trình được sử dụng 35


3.1.1. Hệ điều hành .35


3.1.2. Các chương trình phân tích trình tự .35


3.1.2.1. Chương trình so sánh trình tự ClustalW 35


3.1.2.2. Chương trình tìm kiếm các trình tự tương đồng – BLAST . 36


3.1.2.3. Hệ quả trị CSDL quan hệ MySQL . 36


3.1.2.4. Apache web Server 37


3.2. Thu nhận trình tự SSRs 38


3.2.1. Thu thập và chọn lọc dữ liệu .40


3.2.2. Thu nhận trình tự SSR .41


3.3. Xây dựng CSDL, công cụ để giúp người dùng có thể khai thác tốt dữ liệu . 44


3.3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu 44


3.3.1.1. Tạo bảng chứa dữ liệu 44


3.3.1.2. Xây dựng mối quan hệ . 46


3.3.1.3. Nhập dữ liệu vào bảng . 47


3.4. Thiết kế giao diện web để truy xuất thông tin tại cơ sở dữ liệu 47


3.5. Tích hợp các công cụ sinh học vào trang web . 48


Phần 4. Kết quả và thảo luận .49


4.1. Kết quả thu nhận trình tự microsatellite 49


4.1.1. Kết quả thu nhận trình tự của Ananas comosus 49


4.1.2. Kết quả thu nhận trình tự SSRs 50


4.2. Xây dựng CSDL, công cụ để giúp người dùng có thể khai thác tốt dữ liệu . 51


4.2.1. Cơ sở dữ liệu trình tự Ananas comosus .51


4.2.2. Kết quả sau khi lập CSDL của trình tự microsatellite .52


4.2.3. Mô hình quan hệ .57


4.3. Trang web thể hiện thông tin cơ sở dữ liệu SSRs của Ananas comosus . 59


4.3.1. Trang chủ (HOME PAGE) .60


4.3.2. Trang thông tin về microsatellite (ABOUT SSRs PAGE) 60


4.3.3. Trang thông tin về Ananas comosus (Ananas comosus PAGE) .60


4.3.4. Trang cơ sở dữ liệu ESTs (ESTs PAGE) 61


4.3.5. Trang cơ sở dữ liệu SSRs (SSRs PAGE) 62


4.3.6. Trang công cụ .64


4.3.6.1. Trang tích hợp công cụ để tìm kiếm SSR 64


Phần 5. Kết luận và đề nghị 65


5.1. Kết luận 65


5.2. Đề nghị 65


Phần 6. Tài liệu tham khảo .66