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1.
【目的】异源表达是植物蛋白功能验证和分子育种的重要手段,而密码子是异源基因高效表达的重要因素,对马尾松转录组基因编码区密码子偏好性分析可以为马尾松分子育种提供一定的理论支持。【方法】利用CodonW、EMBOSS密码子分析软件对马尾松转录组进行密码子参数分析和密码子偏好性分析,根据中性绘图、ENc-GC3s、偏倚性分析推测马尾松密码子偏好性的主要形成原因。通过比较高低表达基因样本同义密码子相对使用度(RSCU)筛选马尾松最优密码子,通过密码子使用频率比值分析马尾松与拟南芥、烟草、欧洲山杨、大肠杆菌、酿酒酵母的密码子偏好性差异。【结果】马尾松转录组编码序列(CDS)密码子平均GC含量为44. 95%,密码子第3位GC含量为38. 95%,尤为偏好A/T。高、低表达基因样本统计分析表明,马尾松转录组RSCU差异较小,筛选出TTA、CAA、TGT、GGT等27个密码子可作为马尾松的最优密码子。中性绘图、ENc-GC3s关联分析以及偏倚分析表明,马尾松密码子偏好性的形成可能主要受突变影响,其次受自然选择等多重因素共同影响。密码子使用频率分析表明马尾松密码子偏好性与烟草、拟南芥和欧洲山杨相比差异较小,与大肠杆菌差异最大,与酿酒酵母差异小于大肠杆菌。【结论】马尾松偏好第3位为A/T的密码子,筛选出27个最优密码子,其中25个密码子第3位为A/T。马尾松密码子使用偏好性形成主要受突变影响,其次受自然选择等多重因素共同影响。烟草可以作为马尾松基因异源表达的优选植物生物体,而微生物中酿酒酵母可能优于大肠杆菌。 相似文献
2.
《林业科学研究》2021,(5)
[目的 ]分析杓兰叶绿体基因组密码子的使用偏好性,探究影响杓兰叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素,为兰科叶绿体基因组学研究提供参考。[方法 ]从NCBI数据库中下载完整的杓兰叶绿体基因组序列并进行蛋白编码序列筛选,利用EMBOSS在线程序计算各基因及密码子的GC含量,利用CodonW软件计算各基因的氨基酸长度(Laa)、有效密码子数(ENC)、同义密码子相对使用度(RSCU)、最优密码子使用频率(FOP)及各基因密码子的第3核苷酸碱基含量,利用SPSS软件分析各指标之间的相关性,利用Origin软件绘图。[结果 ]杓兰叶绿体基因组编码序列的密码子第3位碱基富含A和T,GC含量仅为29%,ENC值介于37.92～61.00之间,密码子偏好性不强,ENC与GC_2及GC_3均呈极显著相关。RSCU值大于1的密码子有34个,其中,29个以U或A结尾。ENC-plot分析、PR2-plot分析及中性绘图分析表明:影响杓兰叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素为自然选择。对应性分析结果表明:编码光合系统蛋白基因的密码子具有相似的使用模式,编码其它类型基因的密码子则具有不同的使用模式,并最终筛选出最优密码子16个。[结论 ]本研究明确了自然选择是影响杓兰叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素,并筛选出杓兰叶绿体基因的最优密码子,研究结果能够对兰科系统发育及叶绿体基因组密码子进化研究提供参考。 相似文献
3.
《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2016,(3)
杜仲是世界上唯一的硬橡胶树种,是能够替代三叶橡胶的最具开发潜力的胶源植物。本研究以杜仲胶合成下游途径Ref基因为研究对象,运用Codon W和CUSPS等研究Ref基因的密码子组成特点及使用偏好性。研究结果表明,杜仲Ref基因的GC含量为49%,密码子第三位碱基的GC含量为59%;杜仲Ref基因有28个偏好使用的密码子,其中约60%(17个)的密码子以G/C结尾;与大肠杆菌、酵母、拟南芥和烟草的基因组密码子使用偏好性比较,杜仲与拟南芥基因组密码子的使用偏性更为接近,拟南芥更适合作为Ref转基因的受体。本研究为预测杜仲Ref基因的异源表达,适宜表达系统的选择以及Ref基因密码子的改造以提高其在宿主中的表达,进行有效的基因功能验证提供理论参考。 相似文献
4.
《广西林业科学》2018,(4)
马尾松(Pinus massoniana)是我国南方重要的用材树种。为丰富马尾松基因组信息,弄清松属植物内部亲缘关系,本研究通过高通量测序技术对马尾松叶绿体基因组进行测序和组装,并对其进行特征分析和聚类关系研究。生物信息学分析结果表明,马尾松叶绿体基因组序列全长119 743 bp,GC含量为38.54%;共注释得到126个基因,包括84个蛋白编码基因,38个tRNA基因和4个r RNA基因,其结构无典型的反向重复序列;共检测到15个散在重复序列和26个串联重复序列;蛋白编码基因对应的密码子偏好使用A/T碱基,并且编码亮氨酸的密码子使用频率最高,编码半胱氨酸的密码子数最少。系统发育研究表明,马尾松与拉雅松(Pinus crassicorticea)亲缘关系最近,与湿地松(Pinus elliottii)和两个南亚松(Pinus latteri)亲缘关系较远。研究结果建立了适于松属植物完整叶绿体基因组组装及其特征分析的方法,对叶绿体基因组工程研究及松属种间的分子标记开发具有一定的参考价值,为松属植物的进化和系统发育提供方法指导。 相似文献
5.
[目的]研究马尾松抗松材线虫病相关基因,为解析马尾松抗性机理和高抗马尾松早期选择提供理论依据。[方法]对高抗和易感2种马尾松基因型接种松材线虫,在接种后第1、15和30天取样进行转录组高通量测序,通过对高抗和易感马尾松差异基因识别以及富集分析,以筛选与抗松材线虫病相关的组成型差异基因。[结果]对高抗和易感马尾松接种松材线虫后的转录组进行比较,在接种后第1、15和30天分别获得2 866、679和1 657个差异基因,且在接种松材线虫后不同时间点间,共有差异基因相对较少。对差异基因进行GO富集分析,结果显示:在接种后第1、15和30天,最显著的生物学进程是氧化-还原过程,而GO项刺激反应、转录调节以及香叶基二磷酸代谢过程也显著富集。对这几类GO项相关基因进一步分析,发现接种后3个时间点GO项刺激反应中共包括26个R基因,除了2个R基因外,其它R基因表达皆为组成型,在接种松材线虫和对照间差异不显著,而GO项转录调节中仅2个差异基因被nr注释为ERF转录因子,其余为未知基因。接种松材线虫后,ERF转录因子在高抗马尾松上的表达量始终高于易感马尾松上的表达量,且在接种松材线虫和对照间表达量变化不显著,也为组成型基因表达。GO项香叶基二磷酸代谢过程中,GGPPS 3个基因也在高抗马尾松上具有更高表达量,为组成型基因表达。这些基因中TIR-NBS-LRR基因(c65785.graph_c0)、ERF转录因子(c78073.graph_c0)和3个GGPPS基因在高抗马尾松中表达量较高,而在易感马尾松中表达量较低,甚至为0,可作为开发分子标记的候选基因用于鉴定抗性马尾松。[结论]高抗和易感马尾松在接种松材线虫后第1天其表达量差异达到显著水平的基因最多,其中,LRR基因、ERF转录因子和GGPPS与马尾松的抗性相关,部分TIR-NBS-LRR基因、ERF转录因子和GGPPS有望被开发为鉴定高抗马尾松的分子标记。 相似文献
6.
《广西林业科学》2015,(3)
以马尾松(Pinus massoniana)为研究材料,通过RT-PCR和RACE技术克隆获得Pm EMF2基因全长,该基因完整开放阅读框全长2 184 bp,编码727个氨基酸。生物信息学分析表明,Pm EMF2基因含有EMF2基因保守的VEFS-Box和C2H2结构域。系统进化分析表明,马尾松Pm EMF2与白云杉(Picea glauca)和无油樟(Amborella trichopoda)等裸子植物的亲缘关系较近,EMF2类基因基本能按裸子植物、单子叶植物和双子叶植物分开。表达分析表明,Pm EMF2基因在不同组织中均有表达,在嫩茎和嫩叶中的表达量较高,Pm EMF2在雌球花发育中均表现为先升后降的表达趋势,说明Pm EMF2基因参与调控了马尾松雌球花发育。 相似文献
7.
柿属植物叶绿体蛋白质编码基因密码子用法 总被引：1，自引：0，他引：1
为给后续柿属植物叶绿体基因工程研究提供基础,利用Codon W、CUSP、SPSS软件对5个柿属植物叶绿体基因组中的55条蛋白质编码基因序列进行密码子使用模式分析。结果显示,柿属植物叶绿体基因组密码子第3位碱基GC含量为26.9%~27.8%,有效密码子数在49.58~50.18之间,密码子偏好性较弱;柿叶绿体基因组不同位置的有效密码子数不同,取值范围为32.36~59.64;中性绘图分析和ENC-plot绘图分析结果表明,柿叶绿体基因组的密码子偏好性主要受选择的影响;通过高频密码子和高表达优越密码子分析相结合的方法,筛选出23个柿属植物最优密码子,且这些密码子主要以A和U碱基结尾。 相似文献
8.
通过对湖南株洲市大京水库集水区马尾松群落组成成分、形成历史、发展趋势、物种多样性等调查分析,结果表明,水库集水区马尾松群落演替有3大特点:①马尾松林附近保存有小面积常绿阔叶林和零星常绿阔叶树,马尾松林演替有充足的种源,而且演替速度较快;②其演替规律为由马尾松纯林演替为马尾松、常绿阔叶树混交林,再演替到常绿阔叶林,一般不经过马尾松、落叶阔叶树混交林阶段;③首先侵入林地的常绿树为茹豆、石栎、黄瑞木、青冈栎等。物种多样性分析表明马尾松纯林的丰富度、均匀度和多样性指数均低于马尾松与阔叶树混交林;在立地条件较好、树种组成较丰富的马尾松与常绿阔叶树混交林的物种多样性指数接近甚至高于常绿阔叶林。 相似文献
9.
《林业科学研究》2019,(6)
[目的]以鄂中地区马尾松人工林为研究对象,对马尾松人工林演替过程中物种多样性的变化、演替趋势以及天然更新展开研究,为马尾松人工林的近自然经营提供依据。[方法]对研究区不同林龄(9 a、18 a、28 a和48 a)和不同林分密度(1 088■2 644株·hm~(-2))的马尾松人工林样地林下植物进行调查,并测量林内透光率,分析了乔木树种的演替趋势和多样性影响因素。[结果]表明,马尾松人工林中的主要演替树种为樟树、冬青、杉木、苦楝和短柄枹栎5种。马尾松人工林的主林层与演替层的物种多样性指数随龄级组增加表现为逐渐上升趋势。林内透光率对更新层(P0.01)和演替层(P0.05)的多样性均有显著的影响,在本研究的密度范围内,林分密度与乔木树种的幼树幼苗密度呈极显著负相关(P0.01),与更新层密度呈显著负相关(P0.05)。[结论]鄂中地区马尾松人工林群落的顶级群落为冬青+樟树+短柄枹栎混交林。研究区的人工林总体更新能力偏弱,在天然更新弱的区域可以采取补植阔叶树种幼树等方式来进行人工辅助更新。 相似文献
10.
【目的】PIN1基因通过调控生长素极性运输的方式在植物根系生长发育中发挥作用。对马尾松PmPIN1基因进行全长克隆和功能分析,有助于在分子水平揭示马尾松的生根机制。【方法】运用PCR和RACE技术成功克隆马尾松PmPIN1基因cDNA序列;利用生物信息学软件分析PmPIN1基因的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列,并构建系统进化树;通过实时荧光定量分析PmPIN1基因在10年生马尾松幼根、1年生枝条、新叶、花中的表达量差异;利用农杆菌侵染法将PmPIN1基因转入烟草获得转基因植株,比较转基因烟草与转pCAMBIA-1302空白载体烟草之间的表型差异;用激光共聚焦显微镜观察PmPIN1-GFP荧光蛋白在转基因烟草根中的表达模式;酶联免疫法测定野生型和转基因烟草的根、根茎结合处及叶中的生长素含量;用不同浓度的生长素极性运输抑制剂1-N-萘基邻氨甲酰苯甲酸(NPA)处理野生型与转基因烟草,分析烟草根、根茎结合处、叶中的生长素含量变化;利用PEG介导法将16318-hGFP-PmPIN1重组载体转化至拟南芥原生质体中进行亚细胞定位分析。【结果】PmPIN1基因全长2914bp,包含2085bp的ORF,编码的蛋白由695个氨基酸组成,N端与C端均有膜运输蛋白。系统进化树显示马尾松与油松在发育树同一支上。通过实时荧光定量发现PmPIN1在不同组织中的表达量差异达到极显著,1年生枝条与幼根中表达量较高,花中最低。农杆菌介导法转化烟草获得的转基因烟草,较转空载烟草株高增长,生根量增加且根系变长。激光共聚焦显微镜观察得出转基因烟草根部中间有明显绿色荧光富集现象。酶联免疫法测定结果表明转基因烟草根、根茎结合处生长素含量高于野生型,且叶较根和根茎结合处减少。不同浓度NPA处理后,野生型烟草根中生长素含量变化达极显著,且生长素含量随NPA处理浓度的增加而减少;处理浓度为10nmol·L~(-1)时,叶中生长素含量最高;处理浓度为2nmol·L~(-1)时,根茎结合处生长素含量增加较多。不同浓度NPA处理后,转基因烟草不同部位生长素含量变化均未达到极显著。亚细胞定位分析表明PmPIN1蛋白主要分布于细胞膜上。【结论】马尾松PmPIN1与油松PIN1亲缘关系最近。PmPIN1属于膜蛋白。PmPIN1转基因烟草可能提高生长素由地上部位向地下部位的运输能力,减少NPA对生长素含量变化的影响,表明PmPIN1可能调控生长素的极性运输;PmPIN1-GFP绿色荧光富集在根部中间部位,PmPIN1在幼根中表达量较高,转基因烟草较转空载植株发根量多,根长长。研究结果表明PmPIN1基因可能在根系发育中发挥重要作用。 相似文献
11.
[目的]克隆马尾松谷胱甘肽过氧化物酶基因,并对其进行功能研究。[方法]采用RACE技术克隆基因c DNA序列,实时荧光定量PCR检测基因在马尾松干旱胁迫下的表达模式,花序浸泡法转化拟南芥,并对转基因与野生型拟南芥的生长表型和根系生长进行分析。利用荧光显微镜技术对转基因拟南芥不定根进行GFP荧光检测。[结果]克隆到1个871 bp的GPX基因全长c DNA序列,命名为Pm GPX6。Pm GPX6包括513 bp的完整开放阅读框,编码170个氨基酸残基。Pm GPX6蛋白与油松Pt GPX蛋白同源性达95%。Pm GPX6在马尾松根中高表达,茎、叶中表达量低。在干旱胁迫下,Pm GPX6在根、茎、叶中的表达量均在第15天达到最大,随后出现下降趋势。过表达Pm GPX6与野生型拟南芥植株在正常水分条件下表型与根长差异不大,但在干旱胁迫下,转基因植株根系更长。转基因拟南芥根在蓝色光激发下能发出强烈的绿色荧光,表明Pm GPX6基因能高效表达。[结论]推测Pm GPX6可能参与马尾松干旱胁迫应答。 相似文献
12.
马尾松阔叶树混交效果分析 总被引：3，自引：0，他引：3
在分析闽粤栲+马尾松、光皮桦+马尾松混交林及马尾松纯林土壤化学性质差异的基础上,探讨了闽粤栲+马尾松、光皮桦+马尾松混交林及马尾松纯林生长量、地上部分生物量及分配率。研究结果表明,闽粤栲+马尾松及光皮桦+马尾松混交林在改良地力、促进马尾松生长及生物量积累等方面均优于马尾松纯林;闽粤栲+马尾松混交林改良地力的能力略强于光皮桦+马尾松混交林,光皮桦+马尾松混交林中马尾松生长量高于闽粤栲+马尾松混交林;各树种干材生物量分配率最大,其次为树枝和树叶;叶的分配率大小为光皮桦+马尾松混交林>马尾松纯林>闽粤栲+马尾松混交林,枝的分配率大小为光皮桦+马尾松混交林>闽粤栲+马尾松混交林>马尾松纯林。 相似文献
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贵州省马尾松林分树种多样性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《西部林业科学》2016,(3)
以贵州马尾松10-60年生天然林和人工林为研究对象,采用Shannon-Wiener指数和Simpson指数,对不同起源、不同龄组、不同密度、不同干扰程度的马尾松林分的乔木树种多样性进行分析。结果表明,选取样地Shannon-Wiener指数平均值为0.656 0,Simpson指数平均值为0.332 5。马尾松天然林的林分多样性表现优于人工林,马尾松中龄林和近熟林的物种丰富度和多样性均优于马尾松成熟林和幼龄林,马尾松密度为660~1 950株/hm2的林分多样性指数和物种丰富度指数表现最优,马尾松林分干扰程度等级为3的林分多样性指数和物种丰富度指数均值最大。样地中大部分林分树种多样性及物种丰富度不高,生态优势度偏低。 相似文献
14.
[目的]微小RNA(microRNA,miRNA)具有靶向沉默信使RNA(mRNA)表达的功能,是基因表达的负调控因子;研究并明确马尾松在遭受松材线虫侵染下是否存类似的调控模式,对于未来探析寄主植物对病原侵染胁迫下的应激机制及获得调控马尾松抗松材线虫病的miRNA及其靶标mRNA都具有重要意义。[方法]以前期高通量测序获得的松材线虫侵染1、2、3 d的马尾松针叶mRNA和miRNA表达谱为研究对象,采用STEM软件分别分析mRNA和miRNA的表达变化模式,并运用斯皮尔曼等级相关法研究松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA与mRNA的表达关联情况。[结果]松材线虫侵染下的马尾松针叶中的miRNA呈2种显著的表达变化模式,mRNA呈8种显著的表达变化模式,且15个miRNA与其12个靶标mRNA的表达变化模式相反,符合miRNA对靶标mRNA的负调控特点,这些靶标mRNA编码具有识别病原作用的ACRE、CC-NBS-LRR基因等。[结论]松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA及mRNA均呈多种表达变化模式,且部分miRNA与靶标mRNA的表达变化模式相反,推测其中部分miRNA可能是病原识别基因的负调控因子。 相似文献
15.
[目的]揭示九叶青花椒叶绿体基因组的结构特征及其与其他物种的系统进化关系，为花椒属种质资源的鉴定、新品种的培育及品种间的遗传分析提供参考。[方法]使用改良CTAB法提取九叶青花椒叶片总DNA。利用BGISeq-500平台进行高通量测序，SPAdes v3.13.0软件组装叶绿体基因组，通过GeSeq注释九叶青花椒的全叶绿体基因组信息，对其叶绿体基因组序列的结构特征、重复序列、密码子偏好性及系统进化关系进行分析。[结果]九叶青花椒叶绿体基因组为典型的四分体组成结构，全长序列为158 579 bp，编码133个基因；测到19个串联重复序列，49个长片段重复，70个简单重复序列；九叶青花椒叶绿体基因组中的蛋白编码基因共有26 398个密码子（不包括终止密码子），在密码子第三位碱基上有较强的A/T碱基偏好性。[结论]本研究首次组装了九叶青花椒叶绿体基因组全序列，明确了花椒属为单系类群，九叶青花椒与野花椒（Z. simulans）关系密切，这将为花椒的遗传信息、花椒种质资源评价、分子育种、cpSSR分子标记的开发及遗传多样性等研究提供了重要参考。 相似文献
16.
马尾松林下套种阔叶树的物种多样性研究 总被引：4，自引：2，他引：4
在马尾松成林下分别套种拉氏栲、青栲、闽粤栲、格氏栲和苦槠,形成针阔混交异龄林模式,应用物种多样性的多样性指数、均匀度、丰富度指数等指标测定针阔混交异龄林林下物种多样性。分析比较的结果表明,马尾松×苦槠混交异龄林林下物种丰富度指数为最大,马尾松×闽粤栲混交异龄林物种多样性指数及均匀度指数均最大。林下物种多样性研究将为马尾松林下套种阔叶树的混交模式的选择及生物多样性保护提供科学依据。 相似文献
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[目的]通过对马尾松接种松材线虫,分析接种前后松脂化学组分的变化,为马尾松抗松材线虫病的研究提供理论基础。[方法]以浙江省临海市5年生马尾松无性系为研究对象,提取接种前和接种松材线虫1、7、15 d的不同砧木(马尾松砧木和湿地松砧木)、不同抗性(高抗和易感)马尾松的松脂组分,分析各松脂组分含量及动态变化;利用松脂内所得有效萜类对松材线虫实施外源处理,测定松材线虫存活率。[结果]从不同砧木(马尾松砧木和湿地松砧木)、不同抗性(高抗和易感)马尾松中检出19种主要化学组分,其中,α-蒎烯、β-蒎烯、水芹烯、海松酸、山达海松酸、长叶松酸/左旋海松酸、去氢枞酸、枞酸和新枞酸含量较高。接种松材线虫1 d时马尾松砧木中β-月桂烯含量显著高于湿地松砧木(p<0.05);接种松材线虫7 d与15 d时上述组分含量在不同砧木间无显著差异。不同抗性马尾松中α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、柠檬烯、龙脑、长叶烯、α-石竹烯、反式-β-金合欢烯和新枞酸含量在接种松材线虫后变化规律不同,接种松材线虫1 d时高抗马尾松中α-蒎烯和β-蒎烯含量显著高于易感马尾松;接种松材线虫7 d时高抗马尾松中α-蒎烯、β-蒎烯... 相似文献
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以马尾松(Pinus massoniana)不同抗虫品种为材料,通过RT-PCR和RACE技术克隆获得Pm FBP基因全长,该基因完整开放阅读框全长1284 bp,编码427个氨基酸。生物信息学分析表明,Pm FBP蛋白含有FBP基因保守的FBPase结构域。系统进化分析表明,马尾松Pm FBP与其它植物的亲缘关系相对较远,单独分为一类。表达模式研究表明,Pm FBP基因在马尾松叶和茎中表达量高,尤其是在嫩叶中表达量极高,在根中几乎没有表达;Pm FBP基因在日变化过程中,抗虫品种中的表达量明显高于对照,整个日变化中基因在抗虫品种中能够被快速提高表达量,说明Pm FBP基因在马尾松抗虫防御过程中起着关键作用。 相似文献
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长沙岳麓山马尾松林的群落类型划分及物种多样性分析 总被引：3，自引：0，他引：3
运用TWINSPAN,flexible beta clustering,DCA,NMDS(non-metric multidimensional scaling)对岳麓山马尾松林群落类型进行划分,并采用Patrick指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数研究群落的物种多样性。结果表明:1)flexible beta clustering和NMDS相结合要优于TWINSPAN和DCA,是比较理想的群落数量分类方法;2)岳麓山马尾松分布于10种群落中,马尾松除了组成较大面积的纯林外,还与其他本土阔叶树种组成6种针阔混交林;3)马尾松纯林物种多样性低,丰富度指数、均匀度指数、多样性指数、优势度指数均为最低值,尤其是草本层物种多样性极低。相比之下,针阔混交林,尤其是马尾松+苦槠林物种多样性较高;4)样地中马尾松的重要值与乔木层的各物种多样性指数、与草本层的均匀度指数、优势度指数存在负相关,与灌木层的物种多样性不存在相关关系。 相似文献