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基于新注释基础上的鱼类全基因组复制研究

基于新注释基础上的鱼类全基因组复制研究

作者：孙明媛上海海洋大学

学位级别：硕士

全基因组复制(WGD)事件形成了很多演化途径,在硬骨鱼进化基础上发生额外的WGD,最近一轮的基因组复制成了鱼类进化的途径。鲑科和鲤科鱼类中都出现了WGD,相比其他物种已知的进化时间,研究推测鲤鱼的进化时间为820mya(Million years ago)... 详细信息

全基因组复制(WGD)事件形成了很多演化途径,在硬骨鱼进化基础上发生额外的WGD,最近一轮的基因组复制成了鱼类进化的途径。鲑科和鲤科鱼类中都出现了WGD,相比其他物种已知的进化时间,研究推测鲤鱼的进化时间为820mya(Million years ago)发生的较晚,而且鲤科鱼类中,鲤鱼也发生了四倍化。为了探究鲤鱼进化过程中基因复制后的功能差异以及同源基因表达的相关性,我们对鲤鱼全基因组进行了重新组装,通过与包括更新前鲤鱼全基因组在内的11个物种的基因组大小等七个指标来评估更新后的鲤鱼全基因组的结果。比较后发现组装后的鲤鱼基因数目减少,平均外显子数目以及平均内含子数目都有显著增加。同时,根据TreeFam将鲤鱼的每个家族的基因数与同一基因家族内的其他物种的基因数相比以判断该基因的状态。因此,我们计算出,鲤鱼有34477个基因发生了扩张,7250个基因为保留状态,而收缩的基因只有18个。由此可见,大多数鲤鱼基因都发生了复制,在此基础上,对三个类型的基因GO功能注释发现,扩张基因在运动和免疫通路上富集相比其他通路更加明显,包括鱼鳔发育、纹状体、探索行为以及机械感测性,这些都是与运动相关的功能;推测富集结果中淋巴管生成和迁移功能与鲤鱼免疫相关。这也再次证明了鲤鱼作为水产养殖物种的优势,免疫功能使得鲤鱼在各种养殖环境中高度的适应性,易于进行推广。而处于保留状态的基因功能多为小分子蛋白质的构建以及信号接收等功能,用以维持鲤鱼基本的生命活动。最后,以扩张的鲤鱼基因为基础,根据基因拷贝数分析相同家族中鲤鱼基因数目是斑马鱼基因数目二倍的基因,分析其表达量,发现大部分扩张基因保留着较高的相似度,在功能分化上并为未表现出太大的差异。现有的鲑科鱼类都经历了一次四倍化,推测时间约80mya-50mya。从20世纪70年代起,推测鲑科鱼类特有的基因组复制事件是在迁徙行为出现之前,也为进化革新提供了遗传基础。除了探究异源基因组加倍的鲤鱼之外,我们还扩展到了同源基因组加倍的虹鳟,并且研究推测虹鳟的第四轮复制发生在96mya,相比其他物种在时间上发生较晚,对于研究鱼类进化比较理想。同样,我们也对虹鳟基因组重新组装,同时以发生第四轮复制的大西洋鲑作参照,按照和鲤鱼一样的方法对13个物种的13个指标进行统计,并将外显子长度、外显子数目、基因长度和蛋白质长度四个指标做累积曲线分布图,由此看出组装后的虹鳟全基因组在外显子长度指标中比没更新的虹鳟外显子长度要长。同样,为了探究虹鳟扩张基因间的表达差异,将虹鳟的皮肤在内的15个组织的SRA数据清洗配对后与虹鳟重装后的全基因组相比,抽取发生扩张的15914个基因的值表达量并计算相关系数。结果表明,相关系数的值为0.6左右时,扩张基因数目达到了一半,则证明虹鳟扩张基因之间的关联程度高,复制的基因在功能上未出现较大的差异,在相同的组织中会同时表达。同样,为了探究虹鳟基因家族分类和功能差异,按照TreeFam生成的文件将同家族的虹鳟基因拷贝数与其他物种的拷贝数相比,分成扩张、收缩和保留三种类型并进行GO注释和KEGG注释,通过结果发现:虹鳟扩张基因和鲤鱼的扩张基因有部分共同的功能,虹鳟富集到的基因功能主要为细胞骨架调节、神经活性的受体-配体互作、黏着斑、紧密连接和轴突导向等,多为跟信号通路以及细胞活动相关的功能。而根据KEGG通路富集的结果发现保留的基因大部分功能跟代谢相关,比如:氧化磷酸化、造血细胞谱系和补充和凝血级联等方面。推测这些方面的功能是维持虹鳟基本的生命活动。对于性别相关的基因的研究一直是科研人员关注的热点,我们通过组装的虹鳟XX染色体相关基因与虹鳟全基因组比对,通过Y特异基因进行辅助鉴定出三个Y染色体特异性区域158条基因。在哺乳动物Y和W基因同源的基础上,将虹鳟Y基因和舌鳎的W基因以及其它七个哺乳动物的性染色体基因进行种间比对,根据比对结果推测鱼类的性别相关基因和哺乳动物的性别相关基因分化差异大,同源性比较低。而种内X/Y比对和W/Z比对表明鱼类的性别相关基因在进化上分化程度较低,相比哺乳动物的性别相关基因更原始。

关键词：鲤鱼虹鳟全基因组复制 Y基因

AHL-QS减缓膜生物反应器膜污染研究进展

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化工进展 2014年第5期33卷 1300-1305页

作者：张海丰孙明媛于海欢东北电力大学化工学院吉林吉林132012

首先介绍N-乙酰高丝氨酸环内酯(N-acyl homoserine lactone,AHL)型生物群体感应(quorum sensing,QS)信号分子对膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)膜表面形成生物膜的调节机制,通过AHL-QS信号分子细胞间的交流,可决定生物膜形成及... 详细信息

首先介绍N-乙酰高丝氨酸环内酯(N-acyl homoserine lactone,AHL)型生物群体感应(quorum sensing,QS)信号分子对膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)膜表面形成生物膜的调节机制,通过AHL-QS信号分子细胞间的交流,可决定生物膜形成及胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)分泌;系统阐述了应用AHL-QS信号分子降解酶及淬灭剂对MBR生物膜污染的控制效果,抑制或降解信号分子可显著降低生物膜形成能力,从根本上控制膜污染。此外,针对降解酶及淬灭剂新的固定化技术在MBR中的应用也作了介绍,如磁性载体、膜表面负载、微生物-管束及多孔微球包埋细胞技术。以AHL-QS为基础的膜污染控制策略对于MBR应用前景广阔,然而该技术的工程化研究仍有待进一步深入;加强AHL-QS信号分子识别及进一步明确QS系统对微生物代谢机制的影响是该领域未来重要的研究方向。

关键词：膜生物反应器膜污染生物膜群体感应 N-乙酰高丝氨酸环内酯

大蒜素包埋球对膜生物反应器混合液可滤性影响解析

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化学通报 2016年第2期79卷 170-174页

作者：张海丰于海欢孙明媛东北电力大学化工学院吉林市132012

将由大蒜素包埋在海藻酸钠中制成的大蒜素包埋球(AEBs)投加至膜生物反应器(MBR)中,以探讨大蒜素的群体猝灭(QQ)效应对MBR污泥混合液可滤性的影响。结果表明,QQ作用对污泥混合液性质影响显著,对MBR污染物去除影响较小;混合液中胞外聚合物... 详细信息

将由大蒜素包埋在海藻酸钠中制成的大蒜素包埋球(AEBs)投加至膜生物反应器(MBR)中,以探讨大蒜素的群体猝灭(QQ)效应对MBR污泥混合液可滤性的影响。结果表明,QQ作用对污泥混合液性质影响显著,对MBR污染物去除影响较小;混合液中胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物代谢产物(SMP)含量降低;通过对修正污染指数(MFI)检测表明,QQ可提高污泥混合液可滤性,该指标与胞外多糖浓度紧密相关。

关键词：膜生物反应器膜污染群体猝灭大蒜素修正污染指数

典型金属赋存形态对MBR膜污染影响研究进展

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硅酸盐通报 2014年第12期33卷 3200-3205页

作者：张海丰孙明媛张兰河东北电力大学化工学院吉林132012

膜污染是膜生物反应器(MBR)进一步发展的最大障碍,污泥混合液性状是影响膜污染的关键因素。本文综述了金属离子在MBR混合液中的赋存形态,并分别对金属离子3种不同赋存形态对MBR污泥混合液及膜分离过程的影响进行了探讨。文中揭示了同价... 详细信息

膜污染是膜生物反应器(MBR)进一步发展的最大障碍,污泥混合液性状是影响膜污染的关键因素。本文综述了金属离子在MBR混合液中的赋存形态,并分别对金属离子3种不同赋存形态对MBR污泥混合液及膜分离过程的影响进行了探讨。文中揭示了同价离子或异价离子共存对混合液及膜分离的影响,对共存体系中金属离子间的协同或拮抗行为也进行了讨论,并对利用高价金属离子减缓膜污染领域未来的研究趋势进行了展望。

关键词：膜生物反应器膜污染金属赋存形态混合液特性生物絮凝

虚拟现实和增强现实技术在平面专业的应用研究

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现代职业教育 2020年第3期 106-107页

作者：孙明媛长春职业技术学院农业学院

随着科学技术的进步,虚拟现实和增强现实技术开始逐渐应用在教育领域中,且其应用范围逐渐广泛。应用该技术能有效提高教师的教学质量,使学生学习效率不断提升。分析虚拟现实技术与增强现实技术的概念、特点与存在问题,结合实际情况着重... 详细信息

随着科学技术的进步,虚拟现实和增强现实技术开始逐渐应用在教育领域中,且其应用范围逐渐广泛。应用该技术能有效提高教师的教学质量,使学生学习效率不断提升。分析虚拟现实技术与增强现实技术的概念、特点与存在问题,结合实际情况着重研究虚拟现实和增强现实技术在平面设计专业中的应用,以供参考。

关键词：虚拟现实增强现实技术平面设计专业

基于雨课堂软件培养学生学习力的探析——以PS平面设计课为例

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理科爱好者(教育教学） 2020年第5期 25-26页

作者：孙明媛长春职业技术学院现代农学院计算机系

在教学中,教师要不断创新自己的教学方式。雨课堂软件作为一种比较新的混合教学工具,可以帮助教师开展课堂教学,提高课堂教学效率。在平面设计课程教学中,雨课堂发挥了很大的作用,笔者对基于雨课堂软件培养学生学习力做了探究。

关键词：雨课堂软件学习力研究平面设计课

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浅谈读书积累在高中作文写作中的重要性

浅谈读书积累在高中作文写作中的重要性

2019年广西写作学会教学研究专业委员会第三期座谈会

作者：孙明媛山东省嘉祥县第一中学

在新课程改革的不断深化下,现阶段的高中语文教育对学生的阅读与写作能力提出了新要求,加大了语文作文的分值比例,所以,高中阶段的语文教师需要重视学生作文写作能力的提高。语文教学的核心部分就是作文与写作,高中语文教学是学生语言... 详细信息

在新课程改革的不断深化下,现阶段的高中语文教育对学生的阅读与写作能力提出了新要求,加大了语文作文的分值比例,所以,高中阶段的语文教师需要重视学生作文写作能力的提高。语文教学的核心部分就是作文与写作,高中语文教学是学生语言文字与运用的黄金培养时期,这一时期提高学生的写作能力有助于提高学生的语言表达能力与社会交往能力,为学生未来发展打下良好的语言基础。

关键词：读书积累高中语文作文与写作高中作文写作重要性

来源： cnki会议评论

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两个戈谢病家系的临床特征和基因分析

中华血液学杂志 2019年第9期40卷 774-776页

作者：李世俊郑维维孙明媛齐军元姜波天津市第四中心医院血液科 300140 中国医学科学院血液病医院(血液学研究所)GCP中心 300020

戈谢病为常染色体隐性遗传病,溶酶体内的酸性β-葡萄糖苷酶缺陷,使葡糖脑苷脂贮积在各器官的单核巨噬细胞系统中形成戈谢细胞,可表现为血细胞减少、肝脾肿大及神经系统症状[1].戈谢病由GBA基因突变导致,目前已发现500多种基因突变类型,... 详细信息

戈谢病为常染色体隐性遗传病,溶酶体内的酸性β-葡萄糖苷酶缺陷,使葡糖脑苷脂贮积在各器官的单核巨噬细胞系统中形成戈谢细胞,可表现为血细胞减少、肝脾肿大及神经系统症状[1].戈谢病由GBA基因突变导致,目前已发现500多种基因突变类型,包括错义突变,剪接位点突变,核苷酸插入、缺失,结构基因与假基因之间交换.根据发病急缓及神经是否受累分为Ⅰ型(慢性非神经型)、Ⅱ型(急性神经病变型)、Ⅲ型(亚急性神经病变型)3型,其中Ⅰ型最常见,可合并肺动脉高压、肝硬化、B细胞淋巴瘤、帕金森病(PD)[2].本研究报道2个戈谢病家系的临床表现和基因分析结果.

关键词：戈谢病基因突变类型单核巨噬细胞系统肝脾肿大血细胞减少神经病变基因分析神经系统症状

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评估乳腺癌复发风险的新方法

抗癌之窗 2009年第3期 38-39页

作者：孙明媛张频中国医学科学院肿瘤医院

自20世纪90年代以来,北美和英国等国家的乳腺癌发病率虽然呈上升趋势,但死亡率却均下降,目前认为原因与早期诊断和综合治疗的进步,特别是术后辅助治疗的进步有关。乳腺癌辅助治疗的关键在于对肿瘤个体的复发转移风险评估,医生根据评估... 详细信息

自20世纪90年代以来,北美和英国等国家的乳腺癌发病率虽然呈上升趋势,但死亡率却均下降,目前认为原因与早期诊断和综合治疗的进步,特别是术后辅助治疗的进步有关。乳腺癌辅助治疗的关键在于对肿瘤个体的复发转移风险评估,医生根据评估结果来确定患者具体的术后辅助治疗方案(例如:是否需要化疗?选择何种化疗方案等)。那么,

关键词：癌复发乳腺癌术后乳腺癌患者基因表现转移风险基因芯片治疗方案评估辅助治疗分子标志