基因芯片數(shù)據(jù)統(tǒng)合分析方法的若干拓展.pdf

1、鑒別不同生物學條件下的差異表達基因(DEG)是基因芯片的一個重要應用領域。實驗結果重復性差是基因芯片研究中遇到的主要問題之一。樣本容量(芯片重復數(shù)量)小是造成這種狀況的重要原因。將不同來源的芯片實驗數(shù)據(jù)或結果進行統(tǒng)合分析是解決這一難題的有效途徑。本研究在三方面對基因芯片數(shù)據(jù)統(tǒng)合分析的方法進行了拓展：1)將目前非常流行的芯片分析軟件SAM應用于統(tǒng)合分析；2)對相反生理過程的芯片數(shù)據(jù)進行統(tǒng)合分析；3)對多個相關生理過程的無重復芯片實驗數(shù)據(jù)進

2、行統(tǒng)合分析。用實際的芯片實驗數(shù)據(jù)對這些拓展的可行性進行了檢驗。主要結果如下：
　　 1.第一項研究的實例包含4個不同來源的擬南芥冷脅迫試驗(4℃處理24小時)的芯片數(shù)據(jù)。對4個試驗單獨分析的結果表明，各個試驗中檢測到的DEG數(shù)量和列表差異很大。在總共大約13000個被檢基因中，能夠同時被4個試驗檢測到的上、下調基因分別只有317和132個。而利用SAM軟件進行統(tǒng)合分析則分別檢測到3134個上調基因和2983個下調基因。大多數(shù)(>

3、80％)同時在2個以上試驗中檢測到的差異表達基因都能夠被統(tǒng)合分析檢測到。GO分析和啟動子區(qū)調控元件分析證明，統(tǒng)合分析檢測到的基因是與冷害脅迫相關的。這些結果表明，SAM應用于統(tǒng)合分析是可行的。
　　 2.第二項研究的實例包含一套干旱脅迫和一套復水處理的擬南芥芯片數(shù)據(jù)，其中干旱和復水試驗分別有4張和2張芯片，含24132個基因。同時用SAM和一個統(tǒng)合分析專門軟件RankProd進行分析，二者對干旱試驗數(shù)據(jù)的單獨分析分別檢測到186

4、0和1188個DEG。考慮到干旱和復水是兩個相反的生理過程，故將復水數(shù)據(jù)乘以(-1)，與干旱數(shù)據(jù)合并進行統(tǒng)合分析，兩個軟件分別檢測到2306和1978個DEG。比較發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)從干旱數(shù)據(jù)單獨分析檢測到的DEG都能被統(tǒng)合分析檢測到。GO分析和啟動子區(qū)調控元件分析表明，統(tǒng)合分析得到的DEG確實與干旱脅迫有關。這些結果說明，將兩個相反生理過程的芯片數(shù)據(jù)進行統(tǒng)合分析是可行的，能夠比獨立分析檢測到更多、更可靠的DEG。SAM具有比RankPro

5、d更高的統(tǒng)計功效。
　　 3.第三項研究的實例包含6個不同的稻瘟菌附著胞誘發(fā)試驗的芯片數(shù)據(jù)(包含10120個基因)。由于每個試驗都只有1張芯片，因此都無法單獨進行統(tǒng)計分析，只能以2倍變化為標準來判斷DEG。比較結果表明，同時被6個試驗單獨分析檢測到的差異表達基因只有67個。用SAM軟件對6個試驗的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)合分析，結果分別檢測到485個上調基因和457個下調基因。GO分析表明，這些DEG是與附著胞發(fā)育有關的，與其他學者的研究結果