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sml90050056
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康夫君和小静

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开题报告的一般内容课题来源、开题依据和背景情况,课题研究目的以及理论意义和实际应用价值。文献综述。在阅读规定文献量(不少于50篇,其中外文文献占40%以上)的基础上,着重阐述该研究课题国内外的研究现状及发展动态,同时介绍查阅文献的范围以及查阅方式、手段。主要研究内容。包括学术构思、研究方法、关键技术、技术路线、实施方案、可行性分析、研究中可能遇到的难点、解决的方法和措施以及预期目标。拟采用的实验手段,所需科研和实验条件,估计课题工作量和所需经费,研究工作进度计划。主要参考文献,列出至少10篇所查阅参考的文献。写好开题报告的技巧提出问题注意“层次”在提出问题时,要以“内行”看得懂的术语和明确的逻辑来表述。选题来源包括:与自己实际工作或科研工作相关的、较为熟悉的问题;自己从事的专业。问题发展迅速,需要综合评价;反映本学科的新理论、新技术或新动向的题目。所选题目不宜过大,越具体越容易收集资料,从某一个侧面入手,容易深入。瞄准主流文献,随时整理文献资料是撰写好学术论文的基础。选择文献时应选择本学科的核心期刊、经典著作等,要注意所选文献的代表性、可靠性及科学性;选择文献应先看近期的(近3~5年),后看远期的,广泛阅读资料,有必要时还应找到有关文献所引用的原文阅读,在阅读时,注意做好读书卡片或读书笔记。整理资料时,要注意按照问题来组织文献资料,写文献综述时不是将看过的资料都罗列和陈述出来,而是要按照一定的思路将其提炼出来。只有这样,才能写出好的文献综述,也才能写出好的开题报告,进而为写出好的论文打下基础。研究目标具体而不死板一般开题报告都要求明确学位论文的研究目标,但笔者认为,研究目标不宜规定得太死板,这是因为,即使条件一定,目标是偏高还是偏低,往往难于准确判断,研究工作本身,涉及求知因素,各个实验室条件不同,具体研究时条件也不同。学位论文选题和研究目标体现了研究工作的价值特征。搜索技能篇google学术搜索google学术搜索的功能可以说是相当强大,这里先介绍了几个实用的小技能~查找图书馆试用资源试试搜索栏里输入:"intitle:试用数据库 inurl:lib" 便可以快速找到各高校图书馆的免费资源了。这些密码虽然持久不了,但是足够解燃眉之急。这是一个密码页。你可以保存起来,说不定今后你会用到它们。需要说明的是:百度查找中文的期刊还是很管用,因为百度中文页面更新很快,而google在中文方面就不是很在行了,但是英文网页,google则是一个星期更新一次,频率较快,优先采用检索国外数据!站内直接搜索谷歌对于一些流量大户,比如知乎,直接在搜索结果页面呈现了站内搜索框,很是方便。InfoSeek提供全文检索功能,并有较细致的分类目录,还可搜索图像。网页收录极其丰富,以西文为主,支持简体和繁体中文检索,但中文网页收录较少。查询时能够识别大小写和成语,且支持逻辑条件限制查询(AND、OR、NOT等)。高级检索功能较强,另有字典、事件查询、黄页、股票报价等多种服务。Wolfram Alpha图表数据伸手可得的神器!Wolfram Alpha是一个绘图计算器、在线图书馆、和搜寻引擎的综合体。它不像Google一样给出零碎的混杂的内容,而是直接将每一帧信息拼接成有效的影像,更直观地呈现结果。举个例子,想要了解中国人口数量变化,Wolfram Alpha会直接给出折线图;相当的方便、直观。英文论文开题报告是一篇高质量论文的开始,只有良好的开端,才可以给你的论文奠定坚实的基础。

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真水岂无香

浅析现阶段高通量测序中的拼接问题论文

摘要:近年来,随着第二代测序技术的普及和第三代测序技术的逐步发展,高通量测序技术在实际研究中的应用越来越广泛。高速率、高性价比是其主要优点。相对于传统的桑格(Sanger)法测序来言,高通量测序得到的片段长度较为短小,故如何拼接得到完整的序列一直是炙手可热的研究方向。本文总结了现阶段高通量测序中拼接问题的研究结果,针对现在流行的各种算法进行了简单介绍。

关键词:高通量测序;reads 拼接;contigs 组装;OLC、De brujin 图

一、测序技术的发展过程和现状[1]

(一)桑格法

桑格法又叫做双脱氧链终止法,由Sanger在1977年提出。通过加入带有放射标记的dd NTP(双脱氧核苷酸)使DNA合成终止。再通过电泳,并使用放射自显影技术读出碱基。此方法得到的片段较长,能达到1000bp左右。

(二)第二代测序技术

随着科学技术的发展,传统的桑格法已经不能满足研究的需要。科学家们需要更快的速度、更高的通量以及更低廉的价格,于是第二代测序技术应运而生。其核心思想是边合成边测序。现在主要有454 GS FLX、SOLi D和Illumina/Solexa GenomeAnalyzer三个平台。第二代测序是现阶段测序技术的主流,也是高通量测序的开始。

(三)第三代测序技术

第三代测序技术是指单分子测序技术。不需要经过PCR的过程即可测序,速度可以达到每秒十个碱基。通量更大,读长更短,是现阶段测序技术的发展方向。

二、高通量测序中的拼接工作

(一)高通量测序所得片段的特点

高通量测序之后所得到的序列片段称为reads(读取),其主要特点两点。一是长度短,一般在200bp以 下,最长的454平台能达到的长度也不过1000bp,因此需要进行 大量的拼接才能得到整条DNA序列。二是有部分重叠,由于测序位置具有随机性,故各reads总会有一定的重叠,这些重叠是拼接工作的关键。

(二)拼接过程

整个拼接过程分为两步。第一步,考察reads的重复序列,并拼接成更长的片段,称为contigs(重叠群),这一步称为reads的拼接;第二步,确定contigs之间的顺序关系,并按此排列,形成称为scaffolds的序列,这一步叫做contigs的组装。

三、Reads的`拼接

(一)拼接过程的难点

reads拼接过程中要克服的难点主 要有两点,一是高通量测序得到的reads长度较短,故内含信息较少,不易确认相对顺序。二是远程连接信息(Long-range linking information)的不可靠性。 2这两点制约着reads拼接过程的准确率。

(二)方法[3]

reads拼接过程中算法的基本要求是de novo(从头测序),即不需要任何序列信息即可对原料进行测序。由此衍生出两种主流的算法:

OLC,即交叠-排列-共有序列算法(Overlap-layout-consensus),是一个比较传统的算法,其基本思想为根据reads间的重复部分,确定可能性的reads连接顺序。

其步骤为:构建交叠图:对每两个reads进行比对,计算它们的重叠度---排列reads:将reads进行排列,确定它们之间的相对位置,建立overlap图---生成共有序列:通过多序列比对等方法,确立最后的contig.

OLC算法的计算量主要体现在交叠图的构建,而高通量测序得到的海量短序列有大量的交叠,往往需要大量的运算时间。故OLC算法并不适合现在高通量测序的发展趋势。现在某些拼接软件,如Shorty、CABOG等仍在使用基于此的算法。虽然这些软件针对OLC算法有一定的改进和优化,但其拼接速度和准确性仍受到限制。

brujin图

基于De brujin图(DBG)的算法是现在最流行的算法,许多常用的拼接软件如Velvet、ABy SS等都在使用这种算法。其特点为把基因序列的拼接问题转化为了数学上的图论问题,大大提高了拼接效率。

(1)基本思想

reads中 连 续 的k个 碱 基 称 为k -mer,作 为DBG的节点,两个k-mer如 果在同一read中 相邻,则形成一条边。故每个read都会对一些边加权,最后形成一个含有节点、有权值的边的DBG,由此生成最佳的contig.

(2)步骤

筛选reads:对reads进行检测,去除掉可能错误的reads---确定k值:k的值直接影响速度和精度。 K值较大时,精度有所提高,但更容易受覆盖率的影响。故应该根据覆盖率、reads长度等确定合适的k值---处 理DBG:根 据 确 定 的k值,做 出DBG,同时完成化简和修正---根据DBG,拼接成contig.

(3)优缺点

DBG算法在处理海量短reads的时候效果优秀,与现在测序技术的发展趋势相匹配。然而,由于k-mer的长度较短,此方法受重复序列、测序错误的影响较大。

(三)不同拼接软件的效果差异

不同的拼接软件在reads拼接过程中表现为三点:一是比起软件来说,reads质量对拼接结果影响更大;二是与标准序列的接近度随reads和拼接软件的不同有很大改变;三是各软件拼接的正确率差别很大,但与接近度的结果不一致。

四、Contigs的组装

与reads的拼接相比,contigs的组装的难度相对较小。这是因为contigs的长度较reads长很多,所含信息较多。故可以较为准确的组装成scaffold

(一)组装过程的难点[4]

Contigs组 装 过 程 中 的 难 点 主 要 有 二。一 是contigs中 含有大量的重复序列,不易确定contigs之间的相对顺序;二是由于contigs由reads拼接而成,其中不 免 会 有 一 些 错 误,这 些 错 误 也 会 对contigs的组装产生干扰。

(二)方法

Contigs组 装的方法较reads拼 接而言较多,一般常用的有图论法和光学图谱法(Optical mapping)两种。

1.图论法[5]

图论法是比较传统的方法,与reads拼接有相似的地方。它以contigs作为节点,由相连的读取对(Linking reads pair)作为边,由此形成算图。

其一般步骤为:库的构建:构建出含有所有reads的 库---计算相连读取对之 间的距离,并由此计算gap的长度---把长度放在边上,作为算图的数据。

其理想的输出结果是一条scaffold序列,对应一条染色体,包含以正确顺序排 列 的contigs和contigs之间gap的长度。

2.光学图谱法[6]

光学图谱法是一种较为新颖的方法。通过内切酶将DNA切断,此时DNA的片段的谱表现出一种特殊的指纹或是识别码的性质。利用光学方法追踪此信息得到相对位置,由此组装成正确的scaffold.

主要步骤为:将contigs放 置 在 光 学 图 谱上---修正光学图谱---做出contigs的连接图,由此决定最佳的contigs连接顺序。

光学图谱法的组装结果有着很高的覆盖率,巧妙运用光学图谱法可以获得很高的成本效益。

有研究表明,当与454平台获得的实验结果相结合的时候,光学图谱法可以迅速、价廉的得到排列好的定向的contigs组,由此可以产生一个将近完整的基因组。

(三)发展方向

Contigs组装过程的关键点 在于如何得到正确的连接顺序。现阶段此方面研究多集中在这一方向。

五、前景与展望

随着生物学研究向微观、向基因领域逐步延伸,高通量测序作为获得基因序列的主要方法,越来越受到重视,拼接技术也在不断发展。高通量测序的基因片段会变得海量且短小,应对此变化,拼接技术也会由确定“唯一的基因序列”向确定“最可能的基因序列”完成转变。因此,新一代的拼接技术会在准确率、覆盖率和速度上,作出超于现在拼接技术的改进。

参考文献:

[1]Anderson MW, Schrijver I. Next Generation DNASequencing and the Future of Genomic Medicine.?;1(1):38-69. doi:.

[2]Salzberg SL, Phillippy AM, Zimin A, et al. GAGE: Acritical evaluation of genome assemblies and Research. 2012;22 (3):557 -567. doi:.

[3]Deng X, Naccache SN, Ng T, et al. An ensemble strategythat significantly improves de novo assembly of microbialgenomes from metagenomic next -generation Acids Research. 2015;43 (7):e46. doi:.

[4]Latreille P, Norton S, Goldman BS, et al. Opticalmapping as a routine tool for bacterial genome Genomics. 2007;8:321. doi: -2164-8-321.

[5]Hunt M, Newbold C, Berriman M, Otto TD. Acomprehensive evaluation of assembly scaffolding Biology. 2014;15 (3):R42. doi: -2014 -15-3-r42.

[6]Nagarajan N, Read TD, Pop M. Scaffolding andvalidation of bacterial genome assemblies using opticalrestriction . 2008;24 (10):1229 .

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种菜的阿布

论文开题报告基本要素

各部分撰写内容

论文标题应该简洁,且能让读者对论文所研究的主题一目了然。

摘要是对论文提纲的总结,通常不超过1或2页,摘要包含以下内容:

目录应该列出所有带有页码的标题和副标题, 副标题应缩进。

这部分应该从宏观的角度来解释研究背景,缩小研究问题的范围,适当列出相关的参考文献。

这一部分不只是你已经阅读过的相关文献的总结摘要,而是必须对其进行批判性评论,并能够将这些文献与你提出的研究联系起来。

这部分应该告诉读者你想在研究中发现什么。在这部分明确地陈述你的研究问题和假设。在大多数情况下,主要研究问题应该足够广泛,而次要研究问题和假设则更具体,每个问题都应该侧重于研究的某个方面。

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