植物DNA数据库管理系统的开发与应用

【作者】 江彬； 赵怡锟； 易红梅； 霍永学； 吴昊天； 任洁； 葛建镕； 赵久然； 王凤格；

【机构】 北京市农林科学院玉米研究中心/玉米DNA指纹与分子育种北京市重点实验室；

【摘要】 【研究背景】DNA指纹的高变异性和稳定性可以用来鉴定个体,这在植物育种中具有重要价值。DNA指纹数据库是植物分子研究必不可少的重要工具,因为它为作物育种、品种质量控制、品种权保护和分子标记辅助育种提供了强大的技术和信息支持。构建DNA指纹数据库需要产生大量的异构数据,对这些数据的存储、分析和检索都需要耗费时间和资源。为了处理实验室产生的大量数据并进行质量控制,迫切需要一个数据库管理系统来跟踪样本和分析数据。【材料与方法】PIDS是在Tomcat服务器上实现的(Apache软件基金会,美国Wakefield)。系统采用浏览器/服务器(B/S)架构,结合Java和J2EE技术,MySQL网络服务器(Oracle公司,RedwoodShores,美国)用于数据库存储。PIDS具有灵活性,可以进行扩展以适应多种检测技术(如SNPs、InDels)和多种指纹数据的存储和分析;【结果与分析】PIDS可以监控实验过程,保证DNA指纹数据的标准化。可以进行数据库间的对话,在指纹数据库之间进行指纹数据的交换,并提供完整的指纹数据处理服务。PIDS包括指纹间差异统计、指纹合并、指纹比对、遗传分析等功能,兼容单一和混合DNA样本的处理方法。PIDS具有完整的位点统计功能,可以满足实验室内部指纹数据库建设的需要。该系统具有自动采集、存储和基于合并和比对算法的高效管理功能,可以处理海量的SSR指纹数据,还可以进行遗传分析。该系统可以在每个引物位点上匹配相应的毛细管电泳图像作为指纹数据上传到服务器。PIDS可以提供后台功能的自由定制和扩展,以满足不同实验室的要求。PIDS系统兼容所有植物品种的DNA指纹数据,并且它可以切换作物模块,建立不同作物的DNA指纹数据库,该系统可以成为植物育种者的重要工具,并可应用于法医领域的人体指纹鉴定,以及病毒和微生物研究。【结论】PIDS能协助DNA指纹实验的自动化,减少人为误差,可以完成样品跟踪,进行普通遗传分析,从而提高工作效率和质量。PIDS可以支持所有二倍体植物,并可扩展支持多倍体物种。更多还原