1、1实验一 生物信息学资源的利用Genebank 核苷酸序列的查找一、实验目的：了解生物信息学的各大门户网站以及其中的主要资源，并以 NCBI 提供的 Genebank 为例，学习核苷酸序列的分类学检索方法和使用技巧。二、实验器材：计算机，NCBI、EMBL 等生物信息学网络资源。三、实验原理：根据 Genebank 提供的数据资源，应用分类学方法进行核苷酸序列的查找。 四、实验内容：查找下列不同物种的不同基因组的核苷酸序列。表 1：不同物种的不同基因组的核苷酸序列表中文名 学名 基因名称 备注松材线虫 Bursaphelenchus xylophilus 18S-ITS1-5.8S-ITS2-
2、28S黑腹果蝇 Drosophila melanogaster COII COI NADH黄花石斛 Dendrobium densiflorum 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S古尼虫草 Cordycepsgunnii 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S蝉花 Cordyceps sobolifera 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S蛹虫草 Cordyceps militaris 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S冬虫夏草 Cordyceps sinensis 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S啤酒酵母 Saccharomyces cerev
3、isiae COII枯草杆菌 Bacillus subtilis 16S大肠杆菌 Escherichia coli 16S 23S大豆疫霉菌 Phytophthora sojae COII COI NADH ITS1-5.8S-ITS2辣椒疫霉 Phytophthora capsici ITS1-5.8S-ITS2致病疫霉 Phytophthora infestans ITS1-5.8S-ITS2五、实验步骤：1、 打开 NCBI 网站的主页，然后点击 Genebank，进入到 Genebank 的界面，然后点击网页上端Search 后面的基本检索输入框选择所要查询的数据库，然后在后面一个方框
4、中输入所查询的核苷酸序列的相关的关键词，点击检索按钮。2、 进入对应的核苷酸序列子库界面，点击目标核苷酸序列子库。3、 根据子库中提供的各条序列的注释及各自的 GenBank 收录号，寻找自己查找的目标序列，点击目标序列的 GenBank 收录号，进入目标核苷酸序列界面。4、 点击所需要的目标核苷酸序列的 GenBank 收录号就可以得到我们想要的核苷酸序列，然后将它们拷贝下来。六、实验要求：每个人必须至少查找 3 个种，5 条核苷酸序列。必须写明查找到的核苷酸序列以及各条核苷酸序列的 GenBank 收录号- LOCUS，基因注释-DEFINITION，文章的作者 AUTHORS，文章题2目
5、-TITLE，文章所发表的期刊-JOURNAL。七、实验结果：查找的核苷酸序列基本情况表序号 物种名称 基因名称 Genbank 号 序列长度1 古尼虫草 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S JN054403 894 bp 2 冬虫夏草 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S HM596011 530 bp3 黄花石斛 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S HQ114254 711 bp4 啤酒酵母 COII AJ966733 585 bp5 黑腹果蝇 NADH Y09069 459 bp1 LOCUS JN054403 894 bp DNA linear PLN 01
6、-NOV-2011DEFINITION Phytophthora melonis strain NN-1 18S ribosomal RNA gene, partialsequence; internal transcribed spacer 1, 5.8S ribosomal RNA gene,and internal transcribed spacer 2, complete sequence; and 28Sribosomal RNA gene, partial sequence.AUTHORS Wu,Y.G., Huang,S.L., Fu,G., Hu,C.J. and Lu,S.
7、F.TITLE Identification of the causal agent of wax gourd blight in SouthChinaJOURNAL UnpublishedORIGIN 1 tgggattccc accctagaac tttccacgtg aaccgtatca acaagtagtt gggggcctgc61 tctgtgtggc tagctgtcga tgtcaaagtc ggcgactggc tgctatgtgg cgggctctat121 catggcgatt ggtttgggtc ctcctcgtgg ggaactggat catgagccca cctt
8、ttaaac181 ccattcttga ttactgaata tactgtgggg acgaaagtct ctgcttttaa ctagatagca241 actttcagca gtggatgtct aggctcgcac atcgatgaag aacgctgcga actgcgatac301 gtaatgcgaa ttgcaggatt cagtgagtca tcgaaatttt gaacgcatat tgcacttccg361 ggttagtcct gggagtatgc ctgtatcagt gtccgtacat caaacttggc tctcttcctt421 ccgtgtagtc ggt
9、ggatgga gacgccagac gtgaggtgtc ttgcggcgcg gccttcgggc3481 tgcctgcgag tcccttgaaa tgtactgaac tgtacttctc tttgctcgaa aagcgtgacg541 ttgttggttg tggaggctgc ctgtatggcc agtcggcgac cagtttgtct gctgcggcgt601 ttaatggagg agtgttcgat tcgcggtatg gttggcttcg gctgaacaat gcgcttattg661 gatgcttttc ctgctgtggt ggtatgggct ggtg
10、aaccgt agttgtgcga ggcttggctt721 ttgaaccggc ggtgttgtag cgaagtagag tggcggcttc ggctgtcgag ggtcgatcca781 tttgggaact ctgtgttgtc tctgcggctt gctgtggagg tagcatctca attggacctg841 atatcaggca agattacccg ctgaacttaa gcatatcata aacgcggagg act2LOCUS HM596011 530 bp DNA linear PLN 01-JUL-2011DEFINITION Ophiocordyce
11、ps sinensis culture-collection ARSEF:6282 clone C 18Sribosomal RNA gene, partial sequence; internal transcribed spacer1, 5.8S ribosomal RNA gene, and internal transcribed spacer 2,complete sequence; and 28S ribosomal RNA gene, partial sequence.AUTHORS Chan,W.H.TITLE Direct SubmissionJOURNAL Submitte
12、d (28-JUN-2010) Depatment of Biology, The ChineseUniversity of Hong Kong, Shatin, Hong Kong 852, ChinaORIGIN 1 tctccgttgg tgaaccagcg gagggatcat tatcgagtca ccactcccaa accccctgcg61 aacaccacag cagttgcctc ggcgggaccg ccccggcgcc ccagggcccg gaccagggcg121 cccgccggag gacccccaga ccctcctgtc gcagtggcat ctctcagt
13、ca agaagcaagc181 aaatgaatca aaactttcaa caacggatct cttggttctg gcatcgatga agaacgcagc241 gaaatgcgat aagtaatgtg aatcgcagaa ttcagtgaac catcgaatct ttgaacgcac301 attgcgcccg ccagcactct ggcgggcatg cctgtccgag cgtcatctca accctcgagc361 cccccgcctc gcggcggcgg ggcccggcct tgggggtcac ggccccgcgc cgccccctaa421 acgcagt
14、ggc gaccccgccg cggctcccct gcgcagtagc tcgctgagaa cctcgcaccg481 ggagcgcgga ggcggtcacg ccgtgaaacc accacaccct ccagttgacc34LOCUS HQ114254 711 bp DNA linear PLN 31-AUG-2011DEFINITION Dendrobium densiflorum voucher PS2528MT01 18S ribosomal RNA gene,partial sequence; internal transcribed spacer 1, 5.8S ribo
15、somal RNAgene, and internal transcribed spacer 2, complete sequence; and 28Sribosomal RNA gene, partial sequence.AUTHORS Yao,H., Gao,T. and Chen,S.-L.TITLE Direct SubmissionJOURNAL Submitted (10-AUG-2010) Institute of Medicinal Plant Development,Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medi
16、cal College,No. 151 Malianwa North Road, Haidian District, Beijing 100193,ChinaORIGIN 1 tttccgtagg tgaacctgcg gaaggatcat tgtcgagacc aaaataaatc gagcgatttg61 gagaaccggt caaaataagc ggtgattatt atttccgtga tgaacgccat cccagtcgtt121 acctcatccc cttagggtcg aggatgcgag taaggatgga tgaacactca agccggcgca181 gcatcg
17、cgcc aagggaaata tcgaaacatg agcccttaaa tgggtttggt ggaatggggt241 gctgttgcac gccatatgga ttgacatgac tctcggcaat ggatatctcg gctcacgcat301 cgatgaagag cgcagcgaaa tgcgatacgt ggtgcgaatt gcagaatccc gcgaaccatc361 gagtctttga acgcaagttg cgcccgaggc caactggcca agggcacgtt tgcctgggcg421 tcaagcgtta tgtcgcttcg tgtcaact
18、cc atcccgtcga tgtatgggct ggcgaaggct481 cggatgtgca gagtggctca tcgtgcccct cggtgcggtg agctgaagag cgggtcatca541 tctcgttggc tgcgaacgat aaggggtgga ttaaagcgag gcctatgtta ttgtgtcgtg601 tatgcccgag agaagattat acatactcag gagatcccaa atcatgcgtc gatcaaagga661 tggcgcttgg aatgcgaccc caggatgggc gaggccaccc gctgagttta
19、 a45LOCUS AJ966733 585 bp DNA linear PLN 11-APR-2008DEFINITION Saccharomyces sp. CECT 11011 mitochondrial partial COII gene forcytochrome c oxidase, subunit II.AUTHORS Gonzalez,S.S., Barrio,E. and Querol,A.TITLE Molecular characterization of new natural hybrids of Saccharomycescerevisiae and S. kudr
20、iavzevii in brewingJOURNAL Appl. Environ. Microbiol. 74 (8), 2314-2320 (2008)ORIGIN 1 aatattatgt tttatttatt agttatttta ggtttagtat cttgaatgtt atatactatt61 gtaataacat attcaaaaaa ccctattgct tataaatata ttaaacatgg acaaactatt121 gaagttattt gaacaatttt cccagcagta gtattattaa ttattgcttt cccatcattt181 attttatt
21、at atttatgtga tgaagttatt tcaccagcta taactattaa agctattgga241 tatcaatgat attgaaaata tgaatattct gattttatta atgatagtgg tgaaactgtt301 gaatttgaat catatgttat tcctgatgaa ttattagaag aaggtcaatt aagattatta361 gatactgata cttctatagt tgtacctgta gatacacata ttagatttgt tgtaacagct421 gctgatgtta ttcatgattt cgctatccca
22、 agtttaggta ttaaagttga tgctactcct481 ggtagattaa atcaagtttc tgctttaatt caaagagaag gtgttttcta tgggcaatgc541 tcagagttgt gcgggctggg acatgccaac ataccaatta aaatt5LOCUS Y09069 459 bp mRNA linear INV 18-APR-2005DEFINITION D.melanogaster mRNA for NADH-ubiquinone oxidoreductase acyl-carriersubunit, splice var
23、iant.AUTHORS Ragone,G., Caizzi,R., Moschetti,R., Barsanti,P., De Pinto,V. andCaggese,C.TITLE The Drosophila melanogaster gene for the NADH:ubiquinone6oxidoreductase acyl carrier protein: developmental expressionanalysis and evidence for alternatively spliced formsJOURNAL Mol. Gen. Genet. 261 (4-5),
24、690-697 (1999)ORIGIN 1 atgtcgttca cacagatcgc gcgcagctgc agtcgactgg cggccacttt ggccccaagg61 agggtcgcct ccggcattct catccaatca caggcctcca ggatgatgca caggatcgcc121 gtgccatcga tgaccagcca gttgagccaa gagtgccgtg gtcgctggca aacgcaattg181 gtgcgcaaat actcggcgaa accgccgctc tcgctgaagc tgatcaatga gcgcgtcttg241 ct
25、tgtgctca agctctacga caagatcgat cccagcaagc tcaacgttga gtcgcacttc301 atcaacgact tgggactgga ttccttggac cacgtggagg tcatcatggc catggaggac361 gagttcggtt tcgagatccc cgactctgat gccgagaagc tgcttaaacc tgccgacatt421 attaagtacg tcgccgacaa ggaggatgtg tacgagtaa实验二 序列相似性搜索软件BLAST 的使用一、实验目的：掌握序列相似性查询工具BLAST 使用方法和技巧
26、，理解与序列相似性查询相关的几个基本概念。二、实验原理：BLAST 是基本的局部对位排列搜索工具，它通过搜索序列数据库来找出最优的无空位局部对比，从数据库中找出与查询序列的某些子序列相似的子序列。三、实验器材：计算机，NCBI、EMBL 生物信息学数据库的核苷酸序列、BLAST 序列相似性搜索软件。四、实验内容：应用上次或本次实验查找到的不同物种的不同基因组的核苷酸序列，在 NCBI 数据库中进行核苷酸序列的 BLAST 相似性搜索。五、实验步骤：1、打开 NCBI 网站的主页，然后点击网页左侧工具栏中的 Sequence analysis 项，进入到序列分析的主页面。2、然后点击序列分析工具
27、栏中的 BLAST 选项，进入相似性搜索的界面，然后选择核苷酸序列搜索软件 BLASTn。3、在进入核苷酸序列相似性搜索的界面后，在界面上 Enter Query Sequence 后面的方框中输入需要进行相似性搜索的序列，然后点击 BLAST 检索按钮，就可以进行搜索。4、在进入搜索结果的界面后，就可以得到搜索结果的可视化图像和搜索得到的相关序列。 六、实验要求：每个组每个同学至少用 2 条核苷酸序列进行 BLAST 相似性搜索。将相似性搜索结果中7的可视化图像和搜索的相关序列拷贝下来作为实验内容。七、实验结果：1 冬虫夏草 (Cordyceps sinensis) 18S-ITS1-5.8
28、S-ITS2-28SLOCUS HM596011 530 bp DNA linear PLN 01-JUL-2011FASTAgi|334562678|gb|HM596011.1| Ophiocordyceps sinensis culture-collection ARSEF:6282 clone C 18S ribosomal RNA gene, partial sequence; internal transcribed spacer 1, 5.8S ribosomal RNA gene, and internal transcribed spacer 2, complete seque
29、nce; and 28S ribosomal RNA gene, partial sequenceTCTCCGTTGGTGAACCAGCGGAGGGATCATTATCGAGTCACCACTCCCAAACCCCCTGCGAACACCACAGCAGTTGCCTCGGCGGGACCGCCCCGGCGCCCCAGGGCCCGGACCAGGGCGCCCGCCGGAGGACCCCCAGACCCTCCTGTCGCAGTGGCATCTCTCAGTCAAGAAGCAAGCAAATGAATCAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATA
30、AGTAATGTGAATCGCAGAATTCAGTGAACCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCCGCCAGCACTCTGGCGGGCATGCCTGTCCGAGCGTCATCTCAACCCTCGAGCCCCCCGCCTCGCGGCGGCGGGGCCCGGCCTTGGGGGTCACGGCCCCGCGCCGCCCCCTAAACGCAGTGGCGACCCCGCCGCGGCTCCCCTGCGCAGTAGCTCGCTGAGAACCTCGCACCGGGAGCGCGGAGGCGGTCACGCCGTGAAACCACCACACCCTCCAGTTGACC892 啤酒酵母( Saccharomyc
31、es cerevisiae) COIILOCUS AJ966733 585 bp DNA linear PLN 11-APR-2008FASTAgi|93204920|emb|AJ966733.1| Saccharomyces sp. CECT 11011 mitochondrial partial COII gene for cytochrome c oxidase, subunit IIAATATTATGTTTTATTTATTAGTTATTTTAGGTTTAGTATCTTGAATGTTATATACTATTGTAATAACATATTCAAAAAACCCTATTGCTTATAAATATATTA
32、AACATGGACAAACTATTGAAGTTATTTGAACAATTTTCCCAGCAGTAGTATTATTAATTATTGCTTTCCCATCATTTATTTTATTATATTTATGTGATGAAGTTATTTCACCAGCTATAACTATTAAAGCTATTGGATATCAATGATATTGAAAATATGAATATTCTGATTTTATTAATGATAGTGGTGAAACTGTTGAATTTGAATCATATGTTATTCCTGATGAATTATTAGAAGAAGGTCAATTAAGATTATTAGATACTGATACTTCTATAGTTGTACCTGTAGATACACATATTA
33、GATTTGTTGTAACAGCTGCTGATGTTATTCATGATTTCGCTATCCCAAGTTTAGGTATTAAAGTTGATGCTACTCCTGGTAGATTAAATCAAGTTTCTGCTTTAATTCAAAGAGAAGGTGTTTTCTATGGGCAATGCTCAGAGTTGTGCGGGCTGGGACATGCCAACATACCAATTAAAATT1011实验三 序列对位排列软件ClustalW 的使用一、实验目的：掌握序列对位排列软件ClustalW 的使用程序和技巧，了解序列对位排列的相关的基本概念。二、实验原理：ClustalW 是一个多序列对位排列的软件，它通过比较多个序
34、列间的相似性和差异，找出参与比较的各个序列间的相似区域与有差异的区域，从而为后续的系统发育分析、功能和结构的预测服务。三、实验器材：计算机，EBI 生物信息学数据库的核苷酸序列及其 ClustalW 软件。四、实验内容：应用已查找到的物种的基因组的核苷酸序列，应用 EBI 数据库中的 ClustalW 软件进行多序列对位排列。五、实验步骤：5、 打开 EBI 网站的主页，然后点击网页上端的工具栏Tools 服务栏目，然后在下拉菜单中选择Sequence Analysis， 然后在该栏目的下一级菜单中选择 ClustalW。6、 在进入 ClustalW 软件进行多序列对位排列的界面后，在界面上
35、 Enter or Paste a set of Sequences in any supported format:方框中输入进行比对的的序列，比对序列的格式是 FASTA 格式，然后点击RUN，就可以进行多个序列的比对。7、 在进入比对结果的界面后，我们可以得到序列比对的结果。 六、实验要求：每个同学至少用 3 条以上的核苷酸序列进行 CLUSTALW 的多序列比对。要求至少有3 个以上的比对结果，将序列比对结果中的 Scores Table 和 Alignment 的相关序列的比对结果12拷贝下来作为实验结果。七、实验结果:第一组对比序号 物种名称 基因名称 Genbank 号 序列长度
36、1 大豆疫霉菌 ITS1-18S-ITS2 AF228089 586bp2 大豆疫霉菌 NADH JF772038 776bp3 大豆疫霉菌 ITS1-18S-ITS2 AY590275 886bp4 大豆疫霉菌 COI HQ261426 680bp13第二组对比序号 物种名称 基因名称 Genbank 号 序列长度1 黑腹果蝇 COII HQ631614 360bp2 黑腹果蝇 COI HQ631578 407bp3 黑腹果蝇 NADH Y09069 459BP14第三组对比15序号 物种名称 基因名称 Genbank 号 序列长度1 冬虫夏草 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S
37、HM596011 530bp2 蝉花 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S AJ309352 624bp3 黄花石斛 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S HQ114254 711bp16实验四 ORF 的使用17一、实验目的：掌握 ORF 使用方法和技巧，理解与序列相似性查询相关的几个基本概念。二、实验原理：开 放 阅 读 框 是 基 因 序 列 的 一 部 分 ， 包 含 一 段 可 以 编 码 蛋 白 的 碱 基 序 列 ， 不 能 被 终止 子 打 断 。 编 码 一 个 蛋 白 质 的 外 显 子 连 接 成 为 一 个 连 续 的 ORF。 在 没 有 其 它 信
38、息 的 前 提 下 ，DNA 序 列 可 以 按 六 种 框 架 阅 读 和 翻 译 （ 每 条 链 三 种 ， 对 应 三 种 不 同 的 起 始 密 码 子 ） 。三、实验器材：计算机，NCBI、EMBL 生物信息学数据库的核苷酸序列、ORF 软件。四、实验内容：应用本次实验查找到的不同物种的不同基因组的核苷酸序列，在 NCBI 数据库中进行核苷酸序列的 ORF 使用。五、实验步骤：1、打开 NCBI 网站的主页，然后点击网页左侧工具栏中的 Sequence analysis 项，选择进入到 ORF 的主页面。2、然后在输入框中输入事先获得的序列或 NCBI 中的收录号进行查询。3、在结果中选择正向序列进行 BLASTP 的相似性收索。4、在进入搜索结果的界面后，就可以得到搜索结果的可视化图像和搜索得到的相关序列。 六、实验要求：每个同学至少用 2 条核苷酸序列进行 ORF 和 BLASTP 相似性搜索。将相似性搜索结果中的可视化图像和搜索的相关序列拷贝下来作为实验内容。七、实验结果：1 冬虫夏草( Cordyceps sinensis) 18S-ITS1-5.8S-ITS2-28S GenBank: HM59601118192 啤酒酵母（ Saccharomyces cerevisiae）COII GenBank: X6832720
