SSR又稱為微衛(wèi)星序列，是一種由幾個核酸為重復(fù)單位的DNA序列，廣泛分布于動植物DNA中，在種內(nèi)和種間群的遺傳中具有多樣性，因此廣泛應(yīng)用于DNA的barcoding、SSR分子標(biāo)記開發(fā)、分子育種、物種資源與個體鑒定。隨著越來越多的基因組序列和轉(zhuǎn)錄組序列的產(chǎn)生，海量DNA序列的應(yīng)用與開發(fā)成了一個關(guān)鍵的瓶頸。
中國科學(xué)院昆明植物研究所博士王學(xué)文與國家公安部物證中心共同自主研發(fā)了一款新的DNA序列中SSR分析和應(yīng)用的軟件，名字為GMATA（Genome-wide Microsatellite Analyzing Tool Package）。該軟件具有五大功能：（1）SSR序列發(fā)掘，（2）統(tǒng)計分析，（3）統(tǒng)計圖形，（4）分子標(biāo)記設(shè)計與多態(tài)性分析，（5）SSR及分析標(biāo)記在基因組中整合及圖形化顯示。GMATA采用了全新的策略與算法，主要解決了大基因組數(shù)據(jù)中SSR分析與應(yīng)用困難的問題，提供了一站式的DNA序列中SSR分析和SSR分子標(biāo)記應(yīng)用設(shè)計的解決方案。
與已有的同類軟件相比，GMATA是目前運行速度最快、功能最多的軟件；首次提供5個層次的SSR統(tǒng)計分析與高分辨率的統(tǒng)計圖形的生成；在Windows，或者M(jìn)ac OS，或者Linux平臺運行，一臺普通電腦就可以分析任何大小的DNA序列中SSR；具有多種友好可選運行界面，用戶只需要點擊鼠標(biāo)或者輸入命令；首次將SSR、SSR分子標(biāo)記與全基因組序列、基因功能等數(shù)據(jù)圖形化整合顯示。GMATA是基因組大數(shù)據(jù)中SSR分析與分子標(biāo)記開發(fā)的理想工具。
研究人員使用該軟件，對主要禾本科糧食作物例如小麥與水稻等15個全基因組序列和轉(zhuǎn)錄組序列進(jìn)行分析，首次發(fā)現(xiàn)了禾本科中SSR分布的新規(guī)律。結(jié)果表明，以前對禾本科植物中的SSR的理解只適合小部分基因組；而絕大部分禾本科中的真正的規(guī)律為：最主要的SSR motif為二核苷酸單元的GA/TC，接著是A/T單元，然后再是GCG/CGC單元。禾本科含有豐富的G/C，但是最豐富的SSR卻不是G/C。這些信息對分子標(biāo)記的開發(fā)和應(yīng)用選擇具有重要指導(dǎo)意義。此外，該研究還對五大類煙草的大基因組中的SSR分子標(biāo)記進(jìn)行開發(fā)，驗證了該軟件的應(yīng)用前景。
該研究成果以GMATA: an integrated software package for genome-scale SSR mining, marker development and viewing 為題，近日發(fā)表在《植物科學(xué)前沿》（Frontiers in Plant Science）期刊上。
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