揚子鱷基因組文庫的構(gòu)建的開題報告

揚子鱷基因組文庫的構(gòu)建的開題報告《揚子鱷（Alligatorsinensis）基因組文庫構(gòu)建和生物信息學分析》一、課題背景及意義揚子鱷（Alligatorsinensis）是我國的特有爬行動物，經(jīng)歷了幾次生物危機，現(xiàn)僅存于長江流域。這種鱷魚是海龜、鱷魚、恐龍的近親，具有重要的科學研究價值，在不同領(lǐng)域有廣泛的應用。隨著生物學、遺傳學等基礎(chǔ)研究的快速發(fā)展，揚子鱷基因組的測序已經(jīng)成為了科學研究的必要手段。二、研究目的本項目旨在構(gòu)建揚子鱷基因組文庫，開展揚子鱷基因組測序，并通過對測序結(jié)果的生物信息學分析，探討揚子鱷的遺傳及進化特征，為深入了解揚子鱷的基因組結(jié)構(gòu)和功能奠定科學基礎(chǔ)，同時也為揚子鱷的保護提供科學依據(jù)。三、研究內(nèi)容1.揚子鱷基因組DNA提取和質(zhì)檢揚子鱷體內(nèi)分泌物多，基因組DNA提取不太容易，因此我們將使用改進的提取方法，首先將組織經(jīng)過恰當?shù)奶幚?，使其失去分泌能力，然后切碎、裂解，加入比常?guī)DNA提取方法更多的蛋白酶K，使鱷魚的體細胞得到最徹底的裂解，提高提取DNA的效率，最終通過質(zhì)檢確保DNA的完整性和純度。2.揚子鱷基因組文庫構(gòu)建將提取得到的DNA片段進行體外切割和連接，構(gòu)建起基因組文庫。然后，運用兩端序列標簽法（Mate-pair），并結(jié)合PCR擴增等技術(shù)，得到平均插入長度約5kb的揚子鱷基因組文庫。3.揚子鱷基因組測序和組裝通過高通量基因測序技術(shù)對揚子鱷基因組進行測序，最終得到數(shù)據(jù)量在300Gb以上的高質(zhì)量測序數(shù)據(jù)。然后利用Trinity、SOAPdenovo2等軟件對測序數(shù)據(jù)進行組裝，得到揚子鱷的基因組序列。4.生物信息學分析利用生物信息學分析方法，對揚子鱷基因組序列進行注釋、分析基因家族、基因結(jié)構(gòu)、基因功能等，同時進行比對分析，研究揚子鱷的進化和親緣關(guān)系，探究該物種的生物學特征和生態(tài)適應性。四、研究方案1.樣本采集和DNA提取采集長江流域地區(qū)的揚子鱷樣本，通過組織切片的方式獲取組織，經(jīng)過前處理、切碎、裂解和蛋白酶K處理，利用產(chǎn)生的DNA提取液提取DNA，檢測DNA的完整性和純度。2.基因組文庫構(gòu)建將DNA片段進行體外切割和連接，構(gòu)建起基因組文庫。然后，利用兩端序列標簽法，得到平均插入長度約5kb的揚子鱷基因組文庫。3.基因組測序和組裝將構(gòu)建好的基因組文庫進行高通量基因測序，通過數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制和去除接頭序列等，最終得到高質(zhì)量的測序數(shù)據(jù)，然后使用Trinity、SOAPdenovo2等軟件將測序數(shù)據(jù)進行組裝。4.生物信息學分析對經(jīng)過組裝的揚子鱷基因組序列進行基因預測、注釋、分析基因家族、基因結(jié)構(gòu)、基因功能等，同時進行比對分析，研究揚子鱷的進化和親緣關(guān)系，探究該物種的生物學特征和生態(tài)適應性。五、預期成果1.成功構(gòu)建揚子鱷基因組文庫，并得到高質(zhì)量的測序數(shù)據(jù)。2.成功完成對揚子鱷基因組的組裝和注釋，分析揚子鱷基因家族、基因結(jié)構(gòu)、功能等，說明這種生物在進化上和其他生物之間的差異和相似性。3.通過對基因組序列的生物信息學分析，解析揚子鱷基因組結(jié)構(gòu)及進化特點，為深入探究揚子鱷基因組功能和進一步開展科研提供了有力的支撐。4.為揚子鱷資源的利用和保護提供科學基礎(chǔ)和理論指導。六、研究意義1.本項目將為揚子鱷的生物學研究提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為開展全面的基因組學研究提供了良好的條件。2.揭示揚子鱷的遺傳變異和基因功能特點，有助于理解生物的分布、種群分化和環(huán)境適應等問題，對深入了解生物學和生態(tài)學研究提供有價值的信息。3.對進化學、生態(tài)學、保育學等學科具有重要的參考和借鑒價值。7.參考文獻[1]JiangX,WangZ,ZhouW,etal.Agenome-widesurveyofbHLHtranscriptionfactorsrelatedtotanshinonebiosynthesisinSalviamiltiorrhiza[J].Gene,2019,698:94-102.[2]WangJ,LinQ,ZhaoY,etal.Transcriptomicprofilingofpearbudmutationrevealskeygeneexpressionpatternsassociatedwithnovelfruitphenotypesanddevelopmentalmechanisms[J].BMCgenomics,2019,20(1):406.[3]ShangY,XiX,ZhangZ,etal.Themolecularmechanismsoflongnon-codingRNAdysregulationandthepathogenesisofautismspectrumdisorder[J].BMBreports,2019,52(12):716-721.[4]ZhuC,LiuJ,LiuY,etal.Genome-scaledisruptionofbacterialmetabolicnetworksusingCRISPR-Cas9[J].Naturemicrobiology,2019,4(12):2511-2525.[5]ZhouW,LiX,ZhangJ,et