CN115762628A - 生物种群间基因渐进性渗入检测方法和检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物信息及遗传技术领域,尤其涉及一种生物种群间基因渐进性渗入检测方法和检测装置。其中,生物种群间基因渐进性渗入检测方法包括:获取至少三个生物种群的遗传信息,对遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数;根据目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数确定生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。本发明的方法和现有的方法相比,检测效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及生物信息技术、遗传学领域,尤其涉及一种生物种群间基因渐进性渗入检测方法和检测装置。
背景技术
渐进性渗入现象是在遗传学(特别是植物遗传学)领域中,指两个种群或品种之间的基因流动。遗传基因是含有特定遗传信息的核苷酸序列,即脱氧核糖核酸,也称DNA,为存储和传递遗传信息、复制细胞的主要物质基础。遗传基因通过合成相应的功能蛋白质来完成功能,遗传信息通过各种化学作用,以复制的形式从一个个体传递到另一个个体,从而保留上一代的信息特征。
这些杂交遗传方式是对种群或者品种整体遗传的设计育种,然而渐进性渗入现象的遗传背景以及控制该现象的相关性状的基因详细情况目前还未知。只有在能够准确识别渗入基因位点上的等位基因的来源和识别背景基因型的情况下,才能有效地进行基因渗入。现有技术中主要采用遗传标记、主效基因的方法来确定两个杂交生物种群之间是否存在基因渐进性渗入的现象,但是目前这两种检测方法需要的检测周期长且准确率不高。
发明内容
本发明提供一种生物种群间基因渐进性渗入检测方法和检测装置,用以解决现有技术中检测生物种群间是否存在基因渐进性渗入时,检测周期长的技术问题。一方面,本发明提供一种生物种群间基因渐进性渗入检测方法,包括:
获取至少三个生物种群的遗传信息;
对所述遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数;
根据所述目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入现象。
根据本发明提供的一种生物种群间基因渐进性渗入检测方法,所述对所述遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数包括:
对所述遗传信息的基因组序列进行编号;
采用滑动窗口对所述遗传信息的基因组序列进行扫描,获取所述目标基因组在所述基因组序列上的起始窗口位置和终止窗口位置所对应的编号,根据所述编号确定所述目标基因组区域在所述基因组序列上的位置信息;
获取所述目标基因组区域出现的窗口次数,根据所述窗口次数确定所述目标基因组区域的数量。
根据本发明提供的一种生物种群间基因渐进性渗入检测方法,
所述根据所述目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入现象包括:
根据所述目标基因组区域的个数,确定两个种群之间的差异得分;
根据所述差异等分确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入现象。
另一方面,本发明还提供一种生物种群间基因渐进性渗入检测装置,包括:
输入模块,用于输入至少三个生物种群的遗传信息;
计算模块,用于对所述遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数;
输出模块,用于根据所述目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入现象。
根据本发明提供的一种生物种群间基因渐进性渗入检测装置,所述述对所述遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数包括:
对所述遗传信息的基因组序列进行编号;
采用滑动窗口对所述遗传信息的基因组序列进行扫描,获取所述目标基因组在所述基因组序列上的起始窗口位置和终止窗口位置所对应的编号,根据所述编号确定所述目标基因组区域在所述基因组序列上的位置信息;
获取所述目标基因组区域出现的窗口次数,根据所述窗口次数确定所述目标基因组区域的数量。
根据本发明提供的一种生物种群基因渗入检测装置,所述根据所述目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入现象包括:
根据所述目标基因组区域的个数,确定两个种群之间的差异得分;
根据所述差异等分确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入现象。
另一方面,本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述生物种群基因渗入检测方法。
另一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述生物种群基因渗入检测方法。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述生物种群基因渗入检测方法。
依据本发明提供的生物种群间基因渐进性渗入检测方法,获取至少三个生物种群的遗传信息,对遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数;根据目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数确定生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。本发明的方法和现有的方法相比,检测效率更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的生物种群间基因渐进性渗入检测方法的流程示意图;
图2是本发明提供的生物种群间基因渐进性渗入检测装置结构示意图。
图3是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图3对本发明的技术方案进行进一步的说明。
本发明提供一种生物种群间基因渐进性渗入检测方法,获取至少三个生物种群的遗传信息;对遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数;根据目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数确定生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。依据本发明的检测方法,可以快速的得到是否存在基因渐进性渗入的检测结果,提高了检测效率。
具体的,本实施例采用移动性窗口扫描基因组,计算了每个窗口内群体间的相对后代差异得分(rIBD分数),从而根据rIBD分数确定群体间是否存在基因渐进性渗入,并且可以确定具有显著渐进性渗入基因组的区域及基因位点。
实施例一:
如图1为本发明提供的生物种群间基因渐进性渗入检测方法的流程示意图,该检测方法,具体包括:
步骤101:获取至少三个生物种群的遗传信息。
示例的,遗传信息获取时,先提取遗传物质,再采用测序仪对遗传物质进行测序即可获取生物种群的遗憾信息。
示例的,三个生物种群可以为:两个纯种生物和一个杂交的生物,例如三个种群为纯种华南虎、纯种东北虎和杂种老虎。
步骤102:对遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数。
示例的,对遗传信息的基因组序列进行编号;采用滑动窗口对遗传信息的基因组序列进行扫描,获取目标基因组在基因组序列上的起始窗口位置和终止窗口位置所对应的编号,根据编号确定目标基因组区域在基因组序列上的位置信息;获取目标基因组区域出现的窗口次数,根据窗口次数确定目标基因组区域的数量。
本实施例的目标基因区段区域一般的三个物种共有的具有优异生物特性的基因片段。具体的,本实施例中在对基因序列进行扫描之前,先对具有显著后代一致性的基因序列进行编号;对基因序列进行窗口扫描时,获取目标基因组区域在起始窗口位置和终止窗口位置所对应的编号,根据起始窗口位置和终止窗口位置所对应的编号以确定目标基因组区域的位置信息。同时,通过扫描记录目标基因组区域出现的窗口次数,从而确定目标基因组区域的数量和具体位置,然后输出所有具有显著渐进性渗入现象的基因组窗口区域,其中包含了目标基因组区域的位置和区位。
例如,本实施例中获取生物种群的基因序列后转化成所需的输入文件格式,然后采用计算机中循环索引的方式以滑动窗口的方式寻找具有显著渐进性渗入现象的目标基因组区域,同时记录目标基因组区域的起始窗口位置的编号和终止窗口位置的编号,并且记录目标基因组区域出现的具体位置。
步骤103:根据目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数确定生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。
示例的,根据目标基因组区域的个数,确定两个种群之间的差异得分(即rIBD分数);根据差异等分确定生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。
本实施例中根据所计算的rIBD分数确定生物种群之间是否存在显著基因渐进性渗入现象及其相关优势基因的确切位置信息。
例如,当确定在两个生物种群的基因序列上比较相近的具有后代一致性的位置上存在类似的目标基因组区域的序列,且在整个基因序列上此类目标基因组区域的窗口个数基本相同,根据窗口个数综合计算出一个种群品种间的rIBD分数,具体计算方法如下:
rIBD=IBDs1-IBDs2
其中,IBDs1表示源品种1与杂交种群的基因组之间IBD(Identity By Descent,血缘同源)的比例,IBDs2表示源品种2与杂交种群的基因组之间IBD的比例。例如,对于纯种东北虎、纯种华南虎和一个杂交品种虎来说,则IBDs1表示纯种东北虎与杂交品种虎之间的IBD的比例,IBDs2表示纯种华南虎与杂交品种虎之间的IBD的比例。
若rIBD分数大于预设值,一般的,本领域技术人员根据经验值设置预设值,则确定两个生物种群之间存在显著的基因渐进性渗入现象。
依据本实施例的生物种群间基因渐进性渗入检测方法,可以快速的确定生物种群之间是否存在显著基因渐进性渗入现象,以及其相关目标基因组区域的窗口位置信息以及个数。
该方法能够实现对基因序列渐进性渗入图谱批量的滑动识别,确定出基因组具有显著渐进性渗入现象的基因组区域及其对应基因位点的窗口区域,应用本实施例的方法可实现群体渐进性基因组区域的精准确定,运用对应计算机工具还将极大的提升计算效率,减少了人工所消耗的时间,最终能够得到精准的计算结果。
实施例二:
下面对本发明提供的生物种群间基因渐进性渗入检测装置进行描述,下文描述的生物种群间基因渐进性渗入检测装置与上文描述的生物种群间基因渐进性渗入检测方法可相互对应参照。
本实施例提供一种生物种群品种渐进性渗入基因检测装置,本实施例的检测装置也可以理解为检测平台,如图2为本发明实施例的生物种群品种渐进性渗入基因检测装置的结构示意图,该装置包括:输入模块201、计算模块202、输出模块203。
其中,输入模块201,用于输入至少三个生物种群的遗传信息。计算模块202,用于对遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数。输出模块203,用于根据目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数确定生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。
在另一种实施例中,生物种群间基因渐进性渗入检测装置的输出模块203,还用于输出确定出的生物种群之间是否存在基因渐进性渗入的结果。另外,在别的实施例中,输出模块203,还用于同时输出目标基因组区域的位置信息以及个数信息。
示例的,计算模块202用于对遗传信息的基因组序列进行编号;采用滑动窗口对遗传信息的基因组序列进行扫描,获取目标基因组在基因组序列上的起始窗口位置和终止窗口位置所对应的编号,根据编号确定目标基因组区域在基因组序列上的位置信息;获取目标基因组区域出现的窗口次数,根据窗口次数确定目标基因组区域的数量。
示例的,当确定在两个生物种群的基因序列上比较相近的具有后代一致性的位置上存在类似的目标基因组区域的序列,且在整个基因序列上此类目标基因组区域的窗口个数基本相同,根据窗口个数综合计算出一个种群品种间的平均rIBD分数,若rIBD分数大于预设值,则确定两个生物种群之间存在显著的基因渐进性渗入现象。
本实施例中,上述各个功能模块的实现方法和上述实施例一中相同,此处不再赘述。
实施例三:
如图3示例了一种电子设备的实体结构示意图,如图3所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)310、存储器(memory)330和通信总线340,其中,处理器310,存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令,以执行生物种群间基因渐进性渗入检测方法,该方法包括:获取至少三个生物种群的遗传信息;对遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数;根据目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数,确定生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。
此外,上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上,所述计算机程序被处理器执行时,计算机能够执上述各方法提供的生物种群间基因渐进性渗入检测方法,该方法包括:获取至少三个生物种群的遗传信息;对遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数;根据目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数,确定生物种群之间是否存在基因渐进性渗入
又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的生物种群间基因渐进性渗入检测方法,该方法包括:获取至少三个生物种群的遗传信息;对遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数;根据目标基因组区域在遗传信息中的位置信息以及个数,确定生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种生物种群间基因渐进性渗入检测方法,其特征在于,包括:
获取至少三个生物种群的遗传信息;
对所述遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数;
根据所述目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数,确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。
2.根据权利要求1所述的生物种群间基因渐进性渗入检测方法,其特征在于,所述对所述遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数包括:
对所述遗传信息的基因组序列进行编号;
采用滑动窗口对所述遗传信息的基因组序列进行扫描,获取所述目标基因组区域在所述基因组序列上的起始窗口位置和终止窗口位置所对应的编号,根据所述编号确定所述目标基因组区域在所述基因组序列上的位置信息;
获取所述目标基因组区域出现的窗口次数,根据所述窗口次数确定所述目标基因组区域的数量。
3.根据权利要求1所述的生物种群间基因渐进性渗入检测方法,其特征在于,所述根据所述目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数,确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入包括:
根据所述目标基因组区域的个数,确定两个种群之间的差异得分;
根据所述差异等分确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。
4.一种生物种群间基因渐进性渗入检测装置,其特征在于,包括:
输入模块,用于输入至少三个生物种群的遗传信息;
计算模块,用于对所述遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数;
输出模块,用于根据所述目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数,确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。
5.根据权利要求4所述的生物种群间基因渐进性渗入检测装置,其特征在于,所述对所述遗传信息进行扫描,确定出具有渐进性渗入现象的目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数包括:
对所述遗传信息的基因组序列进行编号;
采用滑动窗口对所述遗传信息的基因组序列进行扫描,获取所述目标基因组区域在所述基因组序列上的起始窗口位置和终止窗口位置所对应的编号,根据所述编号确定所述目标基因组区域在所述基因组序列上的位置信息;
获取所述目标基因组区域出现的窗口次数,根据所述窗口次数确定所述目标基因组区域的数量。
6.根据权利要求4所述的生物种群间基因渐进性渗入检测装置,其特征在于,所述根据所述目标基因组区域在所述遗传信息中的位置信息以及个数确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入包括:
根据所述目标基因组区域的个数,确定两个种群之间的差异得分;
根据所述差异等分确定所述生物种群之间是否存在基因渐进性渗入。
7.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述生物种群间基因渐进性渗入检测方法。
8.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述生物种群间基因渐进性渗入检测方法。
9.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述生物种群间基因渐进性渗入检测方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116949135A (zh) * | 2023-06-20 | 2023-10-27 | 中国水产科学研究院长江水产研究所 | 长丰鲢渗入基因的鉴定方法及其应用 |
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2022
- 2022-11-08 CN CN202211393245.6A patent/CN115762628A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116949135A (zh) * | 2023-06-20 | 2023-10-27 | 中国水产科学研究院长江水产研究所 | 长丰鲢渗入基因的鉴定方法及其应用 |
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