[发明专利]一种用于植物外源基因改造的CodonPlant系统及其改造方法

摘要

本发明公开了一种用于植物外源基因改造的CodonPlant系统及其改造方法，该CodonPlant系统，包括输入模块、处理模块、输出模块；其中，输入模块用于用户输入基因序列、密码子使用频率排序表以及群体个数n；处理模块用于接收输入的密码子信息内容、密码子使用频率排序表信息内容，并依据用户输入的群体个数n，进行有效处理，并通过输出模块，输出对应的结果。本发明将剪切位点和mRNA等参数进行定点突变放入遗传算法中来保持进化过程中种群的多样性，并加入了基于罚函数的排挤机制，使算法具有良好的全局寻优能力，同时具有很高的全局搜索能力和收敛速度，增加了种群多样性，弥补了遗传算法的收敛性效率偏低的不足，可以使算法提高寻找最优解的能力，有很好的实用性。

主权项

1.一种用于植物外源基因改造的CodonPlant系统，其特征在于，包括输入模块、处理模块、输出模块；其中，输入模块用于用户输入基因序列、密码子使用频率排序表以及群体个数n；处理模块用于接收输入的密码子信息内容、密码子使用频率排序表信息内容，并依据用户输入的群体个数n，进行有效处理，并通过输出模块，输出对应的结果；所述的输入模块包括序列模块、密码子使用频率排序表模块和群体个数模块，序列模块可输入的序列必须为三的倍数，输入的序列以三联体划分，传送到处理模块中；密码子使用频率排序表模块可输入的格式为同义密码子放在同一行，且按使用频率高低从左到右依次排列，中间以冒号隔开，非同义密码子在换行表示；群体个数模块用于输入群体个数n；所述的处理模块依据遗传算法进行处理最终获得一条最优序列，至少包括种群序列产生模块、期望值设置模块、种群序列处理模块以及增加序列模块；所述的输出模块，输出的序列保存在output.txt中；所述的遗传算法，过程如下：1)依据输入的种群数量，随机产生20条序列，构成一个种群；2)轮盘赌法随机挑取2条序列；3)1条父本序列，一条母本序列，50％交叉率得到子代；4)5％随机同义突变；5)检查是否含有剪切位点，含有时进行定点同义突变：去除植物序列剪切信号、去除多聚腺苷酸化序列、去除酶切信号；6)检查是否有mRNA二级结构，含有时进行定点同义突变：正向重复、反向重复、镜像重复、倒转重复；7)统计剪切位点个数、重复序列个数和CAI指数，多目标参数计算估值函数，得到打分。