bài tập môn học nhóm 12 thứ 3 ca 3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA KHOA HỌC SINH HỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA KHOA HỌC SINH HỌC

BÀI TẬP MÔN HỌC

BÁO CÁO BÀI TẬP MÔN HỌC SINH TIN HỌC

Giáo viên hướng dẫn

PGS.TS NGUYỄN BẢO QUỐC

Sinh viên thực hiện

1 NGUYỄN VƯƠNG HUYỀN TRÂM 21126213

2 NGUYỄN ĐINH BẢO TRÂN 21126547

3 VÕ LINH THƯ 21126525

TP Thủ Đức, 06/2024

3.2.1 Maximum Likelihood Tree 27

3.2.3 Minium Evolution Tree(s) 28

3.2.4 UPGMA Tree(s) 28

3.2.5 Maximum Parsimony Tree(s) 29

3.3 Kết luận 29

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Accession number của một phần trình tự gen 16S rRNA của các loài 2

Hình 1.3 Ví dụ về trình tự được dán vào file txt 8

YHình 2 1 Đồ họa hình ảnh màu của các trình tự 18

Hình 2.2 Trình tự BLAST được 19

Hình 2.3 Kết quả so sánh chi tiết các cặp trình tự 19

YHình 3.1 Maximum Likelihood Tree(s) 27

1 Cho biết các accession number của một phần trình tự gen 16S rRNA (partial

sequence of 16S rRNA) của các loài sau: Vibrio parahaemolyticus; V Azureus; V.natriegens; V alginolyticus; V rotiferianus; V harveyi; V Campbelli; V.neocaledonicus; Photobacterium phosphoreum; V xuii; V gallicus

1.1 Quy trình thực hiện

Bước 1: Dùng từ khóa “ Tên loài được chỉ định 16S rRNA” để tìm kiếm đối tượng quantâm

Hình 1.1 Từ khóa tìm kiếm 16S rRNA (partial sequence of 16S rRNA) của các vi sinh

vật được chỉ định.

Bước 2: Vào mục FASTA để lấy trình tự của đối tượng và các accession number củachúng

Hình 1.2 Trình tự và accession number trong FASTA (a) Vibrio parahaemolyticus;

(b)V Azureus; (c)V natriegens; (d)V alginolyticus; (e)V rotiferianus; (f)V harveyi;(g)V Campbelli; (h)V neocaledonicus; (i)Photobacterium phosphoreum; (k)V xuii; (l)V.gallicus

Bước 3: Copy trình tự và accession number của loài vào file có đuôi txt làm dữ liệu chocác bài tập sau

Hình 1.3 Ví dụ về trình tự được dán vào file txt1.2.Kết quả :

o Trình tự và accession number đầy đủ của 11 loài trong file txt như sau :

>NR_041838.1 Vibrio parahaemolyticus strain ATCC 17802 16S ribosomal RNA,partial sequence

>NR_041683.1 Vibrio azureus strain LC2-005 16S ribosomal RNA, partial sequenceGCGTCGAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCCTAGGAAATTGCCCTGATGTGGGGGATAACCATTGGAAACGATGGCTAATACCGCATAACGCCTACGGGCCAAAGAGGGGGACCTTCGGGCCTCTCGCGTCAGGATATGCCTAGGTGGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAAGGGCTCACCAAGGCGACGATCCCTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACACTGGAACTGAGAC

>NR_026124.1 Vibrio natriegens NBRC 15636 = ATCC 14048 = DSM 759 16S ribosomalRNA, partial sequence

>NR_044825.2 Vibrio alginolyticus strain ATCC 17749 16S ribosomal RNA, partialsequence

AAATTGAAGAGTTTGATCATGGCTCAGATTGAACGCTGGCGGCAGGCCTAACACATGCAAGTCGAGCGGAAACGAGTTAACTGGAACTTGGGAACGATAACGGCGTTGAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCCTAGGAAATTGCCCTGATGTGGGGGATAACCATTGGAAACGATGGCTAATACCGCATAAGCTACGGGCCAAAGAGGGGGACCTTCGGGCCTCTCGCGTCAGGATATGCCTAGGTGGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAAGGGCTCACCAAGGCGACGATCCCTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACACTGGAACTGAGACACGGTCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGCGCAAGCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTGTGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGCACTTTCAGTCGTGAGGAAGGTAGTGTAGTTAATAGCTGCATTATTTGACGTTAGCGACAGAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCGAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCATGCAGGTGGTTTGTTAAGTCAGATGTGAAAGCCCGGGGCTCAACCTCGGAATAGCATTTGAAACTGGCAGACTAGAGTACTGTAGAGGGGGGTAGAATTTCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCTGAAGGAATACCGGTGGCGAAGGCGGCCCCCTGGACAGATACTGACACTCAGATGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGTCTACTTGGAGGTTGTGGCCTTGAGCCGTGGCTTTCGGAGCTAACGCGTTAAGTAGACCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAGGCAACGCGAAGAACCTTACCTACTCTTGACATCCAGAGAACTTTCCAGAGATGGATTGGTGCTTCGGGAACTCTGAGACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTTGTGAAATGTTG

>NR_042081.1 Vibrio rotiferianus CAIM 577 = LMG 21460 16S ribosomal RNA,partial sequence

>NR_043165.1 Vibrio harveyi strain NCIMB1280 16S ribosomal RNA, partialsequence

>NR_149201.1 Vibrio japonicus strain Bio7-2 16S ribosomal RNA, partialsequence

ATTGAACGCTGGCGGCAGGCCTAACACATGCAAGTCGAGCGGAAACGAGWTRTCTGAACCYTCGGGGRACGWTAWCGGCGTCGAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCCTGGGAAATTGCCCTGATGTGGGGGATAACCATTGGAAACGATGGCTAATACCGCATAATAGCTTCGGCTCAAAGAGGGGGACCTTCGGGCCTCTCGCGTCAGGATATGCCCAGGTGGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAAGGGCTCACCAAGGCGACGATCCCTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACACTGGAACTGAGACACGGTCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGCGCAAGCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTATGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGTACTTTCAGYMGTGAGGAAGGTRGKGKWGTTAATAGCWSCWTYATTTGACGTTAGCKRCAGAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCGAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCATGCAGGTGGTGTGTTAAGTCAGATGTGAAAGCCCGGGGCTCAACCTCGGAATAGCATTTGAAACTGGCAGACTAGAGTACTGTAGAGGGGGGTAGAATTTCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCTGAAGGAATACCGGTGGCGAAGGCGGCCCCCTGGACAGATACTGACACTCAGATGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCC

AGACCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAACGCGAAGAACCTTACCTACTCTTGACATCCAGAGAACTTTCCAGAGATGGATTGGTGCCTTCGGGAACTCTGAGACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTTGTGAAATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTATCCTTGTTTGCCAGCACTTCGGGTGGGAACTCCAGGGAGACTGCCGGTGATAAACCGGAGGAAGGTGGGGACGACGTCAAGTCATCATGGCCCTTACGAGTAGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGCATACAGAGGGCGGCCAACTTGCGAGAGTGAGCGAATCCCAAAAAGTGCGTCGTAGTCCGGATCGGAGTCTGCAACTCGACTCCGTGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGTGGATCAGAATGCCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTGGGCTGCAAAAGAAGTAGGTAGTTTAACCTTCGGGAGGACGCTTACCACTTTGTGGTTCATGACTGGGGTGAAG>NR_118432.1 Vibrio neocaledonicus strain NC470 16S ribosomal RNA, partialsequence

>NR_036823.1 Photobacterium phosphoreum strain Kluyver 16S ribosomal RNA,partial sequence

ATTGAACGCTGGCGGCAGGCCTAACACATGCAAGTCGAACGGTAACAGATGANAGCTTGCTNTCATGCTGACGAACGGCGGACGGGTGAGTAATGCCTGGGAATATACCCTGATGTGGGGGATAACTATTGGAAACGATAGCTAATACCGCATAATCTCTTCGGAGCAAAGAGGGGGACCTTCGGGCCTCTCGCGTCAGGATTAGCCCAGGTGGGATTAGCTAGTTGGTGGGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCCCTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACACTGGAACTGAGACACGGTCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGGGAAACCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTATGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGTACTTTCAGTTGTGAGGAAGGCGTTGGAGTTAATAGCTTCAGCGCTTGACGTTAGCAACAGAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGTTCCGAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCATGCAGGCGGTCTGTTAAGCAAGATGTGAAAGCCCGGGGCTCAACCTCGGAACAGCATTTTGAACTGGCAGACTAGAGTCTTGTAGAGGGGGGTAGAATTTCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCTGAAGGAATACCGGTGGCGAAGGCGGCCCCCTGGACAAAGACTGACGCTCAGATGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGTCTACTTGAAGGTTGTGGCCTTGAGCCGTGGCTTTCGGAGCTAACGCGTTAAGTAGACCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAATGAATTGACGGAGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAACGCGAAGAACCTTACCTACTCTTGACATCCAGAGAATTCGCTAGAGATAGCTTAGTGCCTTCGGGAACTCTGAGACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTTGTGAAATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTATCCTTGTTTGCCAGCACGTAATGGTGGGAACTCCAGGGAGACTGCCGGTGATAAACCGGAGGAAGGTGGGGACGACGTCAAGTCATCATGGCCCTTACGAGTAGGGCTACACACGTGCTAGAATGGCGTATAGAGAGGGCTGCAAGCTAGCGATAGTGAGCGAATCCGAGAAAGTACGTCGTAGTCCGGATTGGAGTCTGCAACTCGACTCCATGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGTGAATCAGAATGTCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTGGGCTGCACCAGAAGTAGATAGCTTAACCTTCGGGAGGGCGTTTACCACGGTGTGGTTCATGACTGGGGTG

>NR_025740.1 Vibrio gallicus strain HT 2-1 16S ribosomal RNA, partial sequenceGGCGGCAGGCCTAACACATGCAAGTCGAGCGGAAACGACAACATTGACCCTTCGGGTGATTTGTTGGGCGTCGAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCCTGGGTATATGCCTTGATGTGGGGGATAACTATTGGAAACGATAGCTAATACCGCATAATGCCTACGGGCCAAAGAGGGGGATCTTCGGACCTCTCGCGTCAAGATTAGCCCAGGTGGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCCCTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACACTGGAACTGAGACACGGTCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGCGCAAGCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTATGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGTACTTTCAGTCGTGAGGAAGGCGTTGTAGTTAATAGCTGCATCGTTTGACGTTAGCGACAGAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCGAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCATGCAGGTGGTTTGTTAAGTCAGATGTGAAAGCCCGGGGCTCAACCTCGGAACCGCATTTGAAACTGGCAGGCTAGAGTACTGTAGAGGGGGGTAGAATTTCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCTGAAGGAATACCAGTGGCGAAGGCGGCCCCCTGGACAGATACTGACACTCAGATGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGTCTACTTGGAGGTTGTGGCCTTGAGCCGTGGCTTTCGGAGCTAACGCGTTAAGTAGACCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAACGCGAAGAACCTTACCTACTCTTGACATCCAGAGAATTCGCTAGAGATAGCTTAGTGCCTTCGGGAACTCTGAGACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTTGTGAAATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCCTATCCTTGTTTGCCAGCACGTAATGGTGGGAACTCCAGGGAGACTGCCGGTGATAAACCGGAGGAAGGTGGGGACGACGTCAAGTCATCATGGCCCTTACGAGTAGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGCATACAGAGGGCGGCGAGCCAGCGATGGTGAGCGAATCCCAAAAAGTGCGTCGTAGTCCGGATTGGAGTCTGCAACTCGACTCCATGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGTAGATCAGAATGCTACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTGGGCTGCAAAAGAAGTAGGTAGTTTAACCTTCGGGAGAACGCTTACCACTTTGTGGTTCATGACTGGGGTGAAGTCGTAACAAGGTAGCCCTAGGGGAACCTGCGGCTGGATCACCTCCTTA

Bảng 1.1 Accession number của một phần trình tự gen 16S rRNA của các loài.

Vibrio neocaledonicus>NR_118432.1

Photobacterium phosphoreum>NR_036823.1

2.Quy trình BLAST và xác định tên loài mẫu F52.1 Quy trình BLAST

Bước 1: Sử dụng phần mềm Chromas để xem và xuất trình tự mẫu F5, copy và loại

bỏ những phần nhiễu ở đầu và đuôi trình tự.

Trình tự mẫu F5:

AATTGACTTCGGGGGATTGTTGGGCGGCGAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCCTGGGAAATTGCCCTGATGTGGGGGATAACCATTGGAAACGATGGCTAATACCGCATGATAGCTTCGGCTCAAAGAGGGGGACCTTCGGGCCTCTCGCGTCAGGATATGCCCAGGTGGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAAGGGCTCACCAAGGCGACGATCCCTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACACTGGAACTGAGACACGGTCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGCGCAAGCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTATGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGTACTTTCAGCAGTGAGGAAGGAGGTATCGTTAATAGCGGTATCTTTTGACGTTAGCTGCAGAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCGAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCATGCAGGTGGTTTG

Bước 2: Mở giao diện BLAST (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi), lựa chọnkiểu BLAST là Nucleotide BLAST (Blastn) – phân tích tương đồng giữa một trình tựnucleotide với cơ sở dữ liệu nucleotide.

Bước 3: Sau đó, dán trực tiếp dữ liệu trình tự sequence của mẫu F5 vừa copy

vào ô “Enter Query Sequence” – Enter accession number(s), gi(s), or FASTAsequence(s).

Bước 4: Đặt vùng phân tích và lựa chọn cơ sở dữ liệu:

- Query subrange: Cung cấp thông tin về vị trí đoạn trình tự cần phân tích bằngcách nhập hai giá trị giới hạn đầu và cuối Nếu phân tích toàn bộ trình tự, dữ liệu nhập sẽlà form 1 to length hoặc để trống.

- Cơ sở dữ liệu (choose search set): Standard database, rRNA/ITS database,Genomic + transcript databases, Betacoronavirus Chọn Standard database.

Bước 5: Chọn vào BLAST để thông tin được gửi đi và đợi nhận kết quả.

Bước 6: Hiển thị kết quả và đánh giá.

Phần 1: Chọn vào Graphic Summary để hiển thị kết quả tóm tắt dưới dạng đồ họahình ảnh mẫu của các trình tự có độ tương đồng được sắp xếp từ cao đến thấp.

- Màu đỏ: vùng mức độ bắt cặp tốt nhất.

- Màu hồng: vùng mức độ bắt cặp tương đối tốt.

- Màu xanh lục và xanh dương: vùng mức độ bắt cặp trung bình.

- Màu đen: vùng mức độ bắt cặp kém.

Hình 2 1 Đồ họa hình ảnh màu của các trình tự.

Phần 2: Chọn Description để hiển thị kết quả tóm tắt dưới dạng liệt kê thông tin vềtừng trình tự BLAST tìm được trong cơ sở dữ liệu với các giá trị Score và E-value.

Phần 3: Chọn Alignment để hiển thị kết quả so sánh chi tiết từng cặp trình tự Trong phần này sẽ có chỉ số tương đồng (Identities) và các khoảng trống (gaps) giữa hai trình tự so sánh được hiển thị.

Hình 2.2 Trình tự BLAST được

Hình 2.3 Kết quả so sánh chi tiết các cặp trình tự.2.2.Kết quả

Phần 1: Hình 2.1cho thấy kết quả tóm tắt dưới dạng đồ họa hình ảnh màu của cáctrình tự có độ tương đồng hiển thị màu đỏ Điều này chứng tỏ rằng vùng trình tự này cómức độ bắt cặp tốt.

Phần 2: Hình 2.2 cho thấy từng trình tự BLAST tìm được trong cơ sở dữ liệu vớicác giá trị Score và E-value:

- E-value đều có giá trị là 0 nên giá trị rất có giá trị thống kê.

- Per, Ident (Percentage Identification – Mức độ tương đồng): Kết quả trình tự gen

được tìm trong cơ sở dữ liệu cho thấy mức độ tương đồng khá cao ở loài Vibiro fluvialistrong chi Vibrio đều trên 95% Trong đó mức độ tương đồng cao nhất là nhóm loài Vibrio

sp strain LV-Q1.

Phần 3: Hình 2.3 cho thấy kết quả so sánh chi tiết từng cặp trình tự:

- Identities: 1276/1313 (97%) cho thấy có đa số các cặp trình tự có độ tương đồngkhá cao với nhau.

- Gaps: 20/1313 (1%) cho thấy có một vài cặp trình tự có thông tin di truyền(nucleotide hay amino acid) bị mất đi trong quá trình tiến hóa.

2.3.Kết luận

Kết quả BLAST cho thấy trình tự gen mẫu F5 tìm được trong cơ sở dữ liệu gồm

Vibrio sp strain và Vibrio fluvialis, do đó không thể xác định chính xác được tên loài của

mẫu F5 Kết luận mẫu F5 là Vibrio sp., từ đó tiến hành vẽ cây phân nhánh di truyền để

khẳng định kết luận loài từ trình tự mẫu F5.

3.Xây dựng cây di truyền3.1.Các bước thực hiện

Bước 1: Mở giao diện MEGA.

Bước 2: Chọn Align Edit/Build Aligment Create a new aligment OK.

Bước 3: Chọn cơ sở dữ liệu là DNA Edit Insert sequence from file

Bước 4: Chọn Alignment Align by ClustalW OK.

Khi cửa sổ ClustalW Options hiện ra, nhấn vào Matrix DNA Weight Matrix ClustalW (1.6) OK.

Bước 5: Chọn Data Phylogenetic Analysis Yes.

Bước 6: Chọn Phylogeny Chọn 1 trong 5 kiểu tạo cây di truyền.

Bước 7: Sau khi hiển thị kết quả Chọn Format Layout Điều chỉnh

Tree Width/Height.

Bước 8: Chọn Image Save as PNG file để lưu lại kết quả.

3.2.3 Minium Evolution Tree(s)

3.2.4 UPGMA Tree(s)

Hình 3.3 Minium Evolution Tree(s).

Hình 3.4 UPGMA Tree(s).

3.2.5 Maximum Parsimony Tree(s)

Trong đó, Neighbor-Joining và Minium Evolution cho kết quả gần như hoàn toàn tương

đồng Đối chiếu sự phân nhánh của loài Photobacterium phosphoreum ở 5 cây di truyền,

kết luận phương pháp UPGMA cho ra kết quả chính xác nhất.

Dựa vào cây di truyền theo phương pháp UPGMA, có thể nhận định rằng: mẫu F5

có quan hệ họ hàng gần nhất với V fluvialis; V japonicus là loài xa nhất với các loài khác

trong cây di truyền.

Hình 3.5 Maximum Parsimony Tree(s).

nối V natriegens với V alginolyticus, V parahaemolyticus và V fluvialis Điều này cho

thấy rằng những nhánh này có thể ít tin cậy hơn.

Dựa vào vị trí của mẫu F5 trong cây di truyền và mối quan hệ họ hàng giữa các

loài, có thể kết luận rằng mẫu F5 có khả năng cao là loài V fluvialis.