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1.
《草业学报》2020,(5)
在翻译过程中,三联体密码子指导氨基酸肽链的合成。长期进化过程中,有些氨基酸对应多个三联体密码子,形成了密码子兼并性。不同物种的基因组中,一些氨基酸偏好使用某种密码子,形成密码子使用的偏好性。突变和自然选择压力是影响密码子使用偏好性的两个主要因素。甘肃内生真菌是一种重要的禾草内生真菌,其主要侵染宿主醉马草,一方面能提高宿主醉马草对生物与非生物的抗性;另一方面产生的有毒生物碱类次生代谢产物毒害家畜。以甘肃内生真菌核基因组为研究对象,通过分析该基因组的基本组成及密码子使用模式,确定最优密码子。同时对各密码子相关指标与基因长度、氨基酸的使用频率等进行相关性分析,明确影响基因组对密码子使用偏好性的主要因素。结果显示,GC3的分布范围主要集中在40%～60%,62.7%的基因有效密码子数使用频率分布在0～0.1,95.4%的有效密码子数低于期望值而且位于期望曲线的右下方,这意味着突变压力是影响甘肃内生真菌密码子使用偏好性的因素之一。然而,中性分析结果显示,GC12和GC3之间呈显著正相关(r=0.110,P0.01)、回归线斜率为0.2729,表明突变对密码子使用偏好性的影响仅为27.29%,其他因素的影响所占比例约为82.71%。相关性分析结果显示,疏水性氨基酸对甘肃内生真菌密码子使用偏好性的影响系数最大,其次是芳香族氨基酸。此外,在甘肃内生真菌基因组中总共鉴定到26个以C或G结尾的最优密码子,表明甘肃内生真菌偏好使用的密码子可能与第3位的GC含量有关。 相似文献
2.
《动物医学进展》2021,42(7)
为了解亚洲带绦虫基因组的密码子用法及影响密码子使用模式的主要因素,以亚洲带绦虫基因组注释的13 323条CDS序列为数据来源,利用CodonW软件对其密码子碱基组成、有效密码子数(ENC)和同义密码子相对使用频率(RSCU)各项指标进行统计分析。结果显示:(1)从亚洲带绦虫基因组数据中筛选获得11 203条CDS序列,平均长度为1 386 bp, GC含量在25.9%～74.1%之间,变化范围较大;(2)同义密码子第3位出现G或C的频率为50.11%,比出现A或T的频率高;(3)有效密码子数介于20.64～61.00,平均为51.06;(4)ENC-plot分析、中性分析、PR2分析及相关性分析结果表明,影响亚洲带绦虫密码子使用偏性的因素除了突变和选择两种力量外,还包括GC含量、基因长度、蛋白质的亲水性和芳香度;(5)最终共有25个密码子被确定为最优密码子,绝大部分以G或C结尾。结果说明,亚洲带绦虫基因组中大部分基因密码子使用偏性较弱,仅少部分基因具有较强偏性,偏好使用以G或C结尾的密码子,且这一现象是由突变、选择、碱基组成等多重因素共同作用形成的,该结果为进一步研究该物种遗传背景和分子进化提供了一定的科学依据。 相似文献
3.
沃尔巴克氏体(Wolbachia)主要感染昆虫等节肢动物,是一类革兰阴性共生细菌。为探讨昆虫纲共生菌Wolbachia的系统发育,研究Wolbachia基因组中进化速度较快的外膜蛋白基因wsp的密码子使用模式及影响因素,统计分析该基因的GC含量(GCall、GC1、GC2、GC3、GC3s)、有效密码子数(ENc)、相对同义密码子使用度(RSCU)等指标。结果显示:昆虫纲共生菌Wolbachia的wsp基因密码子偏好性均不强,昆虫纲不同目间共生菌Wolbachia的wsp基因碱基组成及ENc值差异较小;多数基因数据点沿标准曲线或在其附近分布,突变对碱基组成的影响较弱;18种由多个密码子编码的氨基酸中有11种氨基酸的偏好性密码子在昆虫纲7个目及对照蛛形纲1个目间均相同,有2种氨基酸的偏好性密码子在7个目间相同,这些密码子均以A/U结尾;供分析的140个wsp基因中仅编码6个半胱氨酸(Cys);对应分析中第1、第2向量轴贡献率均不高,分别为13.53%和12.49%,均与碱基组成(GC1、GC2、GC3)显著相关。综合各项分析认为,Wolbachia的wsp基因密码子偏好性不具有宿主分类特异性,密码子使用模式主要受碱基组成影响,而碱基组成主要受选择影响。 相似文献
4.
《中国草地学报》2019,(4)
对筛选出的47条籽粒苋叶绿体基因组蛋白编码序列的密码子使用偏性特征进行分析,结果发现:籽粒苋叶绿体基因组密码子第3位碱基GC的含量较低,为27.31%,即第3位密码子富含A和U;有效密码子数(ENC)值在35.25～61.00之间,基因组中多数蛋白编码序列的密码子使用偏好性偏弱。相对同义密码子使用度(RSCU)分析表明,有29个密码子的RSCU1,其中密码子第3位碱基以A、U结尾有24个,表明密码子的第3位碱基使用偏好于A和U。中性分析发现,GC_3与GC_(12)相关性显著,回归曲线斜率为0.403,表明突变对密码子偏性有极大影响;ENC-plot分析发现,大部分基因落在标准曲线及其附近,表明自然选择也一定程度上影响了密码子偏性。进一步的对应性分析发现,第一轴显示了22.98%的差异,为主要影响因素,其与ENC值的相关性达到显著水平,但与GC_3、CBI、GC_(all)相关性不显著。综合分析表明,突变是影响籽粒苋叶绿体基因组密码子偏好性的主要因素,但其他因素也可能有一定影响;UUU、UUA、UCU等24个密码子为最优密码子。 相似文献
5.
为阐明扁蓿豆（Medicago ruthenica）叶绿体基因组密码子使用模式，以其50条蛋白编码序列（CDS）为对象，利用软件CodonW 1.4.2、Excel以及在线程序对其ENC，RSCU，GC含量、中性绘图、PR2-plot、最优密码子等进行分析得到以下结果：基因组平均GC含量为40.58%，其中GC1>GC2>GC3；ENC的取值介于35.77～56.62之间，表明密码子使用偏好性较弱；基因组中共有30个密码子RSCU>1，其中29个以A/U结尾；ENC-plot绘图分析结果中多数基因分布于标准曲线下方，22个基因ENC比值在—0.05～0.05之间，密码子偏好性主要受选择影响；PR2-plot分析表明碱基T的使用频率大于A，G大于C，说明密码子偏好性还受其他因素影响；该基因组中共有UUU，UUA，ACU等11个最优密码子并均以A/U结尾。以上研究结果可为扁蓿豆叶绿体基因组优良基因利用提供理论与基础。 相似文献
6.
【目的】密码子使用的偏好性普遍存在于几乎所有物种基因组中。试验旨在探究野骆驼(Camelus ferus)基因组密码子的使用偏好性和影响因素,为骆驼基因组研究和密码子优化提供依据。【方法】以野骆驼全基因组数据为材料,通过生物信息学、ENC-plot绘图、Neutrality-plot绘图和PR2-plot绘图等多种分析方法,对野骆驼蛋白质编码基因密码子的使用特性和影响因素进行分析,并与其他动物基因组的密码子偏好性进行比较研究。【结果】野骆驼基因组编码区的GC含量高于AT含量,密码子末位碱基较偏好以G/C结尾。相对同义密码子使用度(RSCU)＞1的有29个密码子,其中14个以C结尾,9个以G结尾。ENC-plot、Neutrality-plot和PR2-plot绘图分析结果表明,野骆驼基因组密码子的使用情况受自然选择和突变的双重影响,主要因素是自然选择。确定了15个主要以C或G结尾的最优密码子,分别为AUC、GGC、CUG、GUG、GCC、UCC、CCC、AGA、ACC、UAC、CAC、AGC、UUG、CAG和CGG。野骆驼与单峰驼、小鼠的密码子使用偏好性较为接近。【结论】野骆驼基因组密码子的使用情况受自然选择和突变的双重影响,导致密码子偏好性的主要因素为自然选择。研究结果可为野骆驼遗传种质资源保护和利用、基因工程、异源基因高效表达提供参考。 相似文献
7.
蒺藜苜蓿叶绿体密码子偏好性分析 总被引：4，自引：0，他引：4
本文对蒺藜苜蓿叶绿体基因组全序列密码子进行分析,筛选出50条CDS(coding DNA sequence)利用CodonW软件进行分析其密码子使用模式。结果显示,蒺藜苜蓿叶绿体基因组密码子第3位碱基GC含量为26.9%,即第3位密码子富含A和U,ENC值在37.11~51.91之间密码子偏好性较弱。相对同义密码子使用度分析显示RSCU值大于1的密码子有23个,其中以A和U为结尾20个。中性绘图分析显示GC12与GC3的相关系数为0.341,相关性不显著,回归系数为0.4843;单基因ENC比值多分布在-0.05~0.05,即大部分基因ENC值离ENC期望值较近;对应性分析,第一轴显示了12.50%的差异为主要影响因素,第一轴与ENC和GC3的相关系数分别为0.091和-0.092,均相关不显著。综合这几项分析发现蒺藜苜蓿叶绿体基因组密码子偏好性主要受到突变的影响,但是并不是唯一的影响因素,其他因素对密码子偏好性也可能有一定的影响。最终通过高表达优越密码子方法确定得出UUA、UUG、CCU等23个密码子为最优密码子,为之后对外源基因进行改造,提高其在叶绿体中的表达效率奠定了基础。 相似文献
8.
蓖麻蚕核型多角体病毒(Phcy NPV)是柞蚕核型多角体病毒(Anpe NPV)的变种,不能感染柞蚕。通过病毒基因组GC含量、GC3s含量、有效密码子数、相对同义密码子使用度、密码子偏好参数的计算及ENc-plot分析、中性绘图分析、对应分析等,比较Phcy NPV和Anpe NPV的密码子使用模式。Phcy NPV、Anpe NPV分别只有1个和4个ORF的密码子偏好性较强。与Anpe NPV比较,Phcy NPV少数ORF的GC含量、GC3s含量、有效密码子数量和密码子偏好参数变化较大,但2种病毒ORF组间的GC含量、GC3s含量、有效密码子数和密码子偏好参数均无统计学差异(P=0.135、P=0.189、P=0.192、P=0.200)。2种病毒ORF组间,由同义密码子编码的18种氨基酸的密码子使用均无统计学差异(P0.05),鉴定的17种偏好性密码子也均相同。GC碱基组成是影响2种病毒ORF组密码子使用模式的主要因素,而自然选择对GC碱基组成的影响大于突变压力,但2种病毒间自然选择的影响程度无统计学差异(P=0.770)。Phcy NPV在适应新宿主蓖麻蚕的进化过程中密码子使用模式变化较小,尚不能通过密码子使用模式分析解释杆状病毒在不同宿主间的交叉感染机制。 相似文献
9.
5种家蚕病毒的密码子及密码对使用模式分析 总被引：1，自引：1，他引：0
通过分析5种家蚕病毒基因组密码子和密码对使用模式,初步探讨5种家蚕病毒的基因组进化和对宿主的适应策略。采用生物信息学方法对碱基含量(GCall、GC1、GC2、GC3、GC3s)、有效密码子数(ENc)、相对同义密码子使用度(RSCU)、密码对(codon-pair)等进行统计分析的结果表明:5种家蚕病毒的密码子偏好性均较低,病毒间的碱基组成及ENc值差异较小,碱基组成对密码子使用模式影响较小;不同病毒选择不同的偏好性密码子,不同病毒的密码对偏好性程度不同,其中,家蚕类葡萄斑点病毒(Bombyx mori macula-like virus,BmMLV)密码对偏好性最强,家蚕质型多角体病毒(Bombyx mori cypovirus,BmCPV)和家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,BmNPV)密码对偏好性最弱。聚类分析表明BmCPV和家蚕浓核病毒(Bombyx mori densovirus,BmDNV)的密码子使用模式相似,BmNPV和家蚕传染性软化病病毒(Bombyx mori infec-tious flacherie virus,BmIFV)的密码子使用模式相似;BmMLV、BmNPV和BmDNV的密码对使用模式相似,BmIFV和BmCPV的密码对使用模式相似。5种病毒的偏好性密码子和偏好性密码对不同,显示不同病毒的密码子和密码对的进化路径不同,对宿主的适应策略不同。 相似文献
10.
粗毛纤孔菌(Inonotus hispidus)是桑黄的一种,具有极高的药用价值。本研究为了揭示粗毛纤孔菌转录组编码序列对密码子使用的偏好性及特点,利用CodonW、Python软件等对粗毛纤孔菌转录组进行分析计算,共筛选出符合条件的10 716条编码序列。结果显示：GC、GC3s的平均值分别为51.7%和50.8%,ENC的平均值为59.41,且ENC值大于35的占97.8%,密码子偏好性较弱。ENC-plot绘图发现基因并没有均匀的分布在曲线的两边,偏倚性分析显示基因主要分布于中心的周围,说明粗毛纤孔菌在密码子使用偏好性上是受突变压力和自然选择等多重因素的影响。经筛选共选出14个最优密码子,且在最优密码子中第三位碱基更倾向于使用G和C。粗毛纤孔菌桑黄与库德里阿兹威酵母、家蚕、拟南芥和大肠杆菌密码子使用频率对比发现差异较大。本研究为粗毛纤孔菌桑黄在进化及外源生物中的表达提供参考。 相似文献
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柞蚕核型多角体病毒和家蚕核型多角体病毒的同义密码子使用模式分析 总被引：3，自引：3，他引：0
基因组中的基因和基因密码子组成不同使柞蚕核型多角体病毒(ApNPV)与家蚕核型多角体病毒(BmNPV)间不能交叉感染。通过计算有效密码子数(ENc)、相对同义密码子使用度(RSCU)、GC含量、GC3s含量、密码子适应指数(CAI),比较分析ApNPV和BmNPV同义密码子使用模式差异。ApNPV和BmNPV的密码子偏好性均较弱,但二者的ENc值和GC含量差异显著;除碱基组成外,还存在其它因素影响密码子使用模式,但各影响因素的贡献率均较低,在基于密码子使用频率的对应分析中BmNPV的第1、第2向量轴贡献率均低于ApNPV;ApNPV的基因表达水平与GC含量、GC3s含量以及ENc值极显著相关(r分别为0.418、0.735、-0.628,P=0.000),而BmNPV的基因表达水平只与GC3s含量呈弱相关(r=0.214,P=0.010)。分析结果显示,ApNPV和BmNPV的密码子偏好性虽均较弱,但同义密码使用模式及其影响因素存在差异。 相似文献
12.
为探究葫芦巴(Trigonella foenum-graecum L.)叶绿体基因组密码子的使用偏好性,利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP对筛选到的50条蛋白质编码序列密码子进行分析。结果表明：葫芦巴叶绿体基因组密码子末位碱基以A/U为主,GC含量仅为26.25%。ENC取值范围为35.05～53.66,且ENC值>45的有20个,说明葫芦巴大部分基因编码序列的密码子偏性较强。RSCU≥1的密码子有30个,其中16个以U结尾、13个以A结尾。中性绘图分析、ENC-plot分析及PR2-plot偏倚分析结果发现,葫芦巴叶绿体基因组密码子使用偏好性受到突变压力等多种因素的影响,主要因素为自然选择。最终筛选出GCU,AGA,CGU等21个密码子为最优密码子。 相似文献
13.
为了解不同型猪圆环病毒(PCV)(PCV1、PCV2、PCV3)的密码子使用特点及其主要影响因素,本研究通过生物信息学方法对3个型PCVs的rep和cap两个基因序列的密码子偏好性进行综合分析。结果显示3个型PCVs间、rep与cap两个基因间、PCVs与宿主间的密码子偏好性均存在明显差异。密码子适应指数(CAI)分析预示3个型PCVs的两个基因在宿主细胞中表达水平低。同义密码子的相对使用频率(RSCU)分析表明PCV1与PCV2具有相似的同义密码子使用模式,而PCV3与PCV1、PCV2存在明显差异,3个型PCVs与宿主的密码子偏好性也存在明显差异。rep基因偏好使用U或G结尾的同义密码子,cap基因偏好使用C结尾的同义密码子。通过中性绘图分析和ENC绘图分析显示,PCV的密码子使用模式受自然选择压力影响大,受突变压力的影响小。本研究为阐明PCV的分子进化规律及病毒对宿主翻译系统的适应性提供重要的实验依据。 相似文献
14.
本文根据GenBank收录的伪狂犬病病毒基因组序列，应用CHIPS、CUSP和CodonW在线程序，分别计算了伪狂犬病病毒基因组序列中各编码序列的有效密码子数目（ENC）、编码同一氨基酸的不同密码子的使用频率（Fract）和GC含量及GC3S含量。研究结果证实伪狂犬病病毒对一些密码子的使用存在明显的偏爱性，且主要偏爱于使用以G和C结尾的密码子；GC含量及GC3S含量分析表明，伪狂犬病的编码序列GC含量偏高，平均高达74．9％，特别是密码子的第三位碱基GC含量平均高达93．7％，分析认为GC3S含量可能是促使PRV密码子偏向性形成的原因之一。 相似文献
15.
为了揭示猪α-（1,2）岩藻糖转移酶2（FUT2）基因密码子使用特性并提高其在外源宿主内的表达量,本研究综合运用EMBOSS Explorer网站和CodonW软件包分析了猪FUT2基因的密码子使用偏好性的相关参数,并与3种模式生物（大肠杆菌、酵母菌和果蝇）基因组密码子使用模式进行比较,最后参照与之最为相近的模式生物基因组密码子使用方式,利用JCat和OPTIMIZER两个密码子优化网站对猪FUT2基因密码子进行优化。结果显示,猪FUT2基因表达水平不高,存在24种偏好密码子,且这24种偏好密码子中有23种以G/C结尾;猪FUT2基因与果蝇基因组密码子使用模式的差异小于大肠杆菌和酵母基因组,表明果蝇更适合猪FUT2基因的外源表达;根据果蝇基因组密码子使用模式优化猪FUT2基因密码子,优化后其适应指数有了明显提高,而整体GC含量没有明显变化,说明在理论上猪FUT2基因优化成功。本研究从翻译水平上揭示了猪FUT2基因的密码子使用特性,为其在遗传改良中选择最佳外源表达系统及提高其在宿主细胞内的表达水平提供一定的理论依据。 相似文献
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为了揭示猪α-(1,2)岩藻糖转移酶2(FUT2)基因密码子使用特性并提高其在外源宿主内的表达量,本研究综合运用EMBOSS Explorer网站和CodonW软件包分析了猪FUT2基因的密码子使用偏好性的相关参数,并与3种模式生物(大肠杆菌、酵母菌和果蝇)基因组密码子使用模式进行比较,最后参照与之最为相近的模式生物基因组密码子使用方式,利用JCat和OPTIMIZER两个密码子优化网站对猪FUT2基因密码子进行优化。结果显示,猪FUT2基因表达水平不高,存在24种偏好密码子,且这24种偏好密码子中有23种以G/C结尾;猪FUT2基因与果蝇基因组密码子使用模式的差异小于大肠杆菌和酵母基因组,表明果蝇更适合猪FUT2基因的外源表达;根据果蝇基因组密码子使用模式优化猪FUT2基因密码子,优化后其适应指数有了明显提高,而整体GC含量没有明显变化,说明在理论上猪FUT2基因优化成功。本研究从翻译水平上揭示了猪FUT2基因的密码子使用特性,为其在遗传改良中选择最佳外源表达系统及提高其在宿主细胞内的表达水平提供一定的理论依据。 相似文献
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紫花针茅作为青藏高原高寒草原群落中主要优势禾草之一,关于该植物所感染禾草内生真菌的形态和分类研究尚未见报道.本研究采用分离培养获取不同样点的紫花针茅内生真菌菌落,利用特异性引物克隆紫花针茅内生真菌序列,并与Genbank中下载的序列共同构建系统进化树.结果表明,青海省紫花针茅样品带菌率高达100%,而其他区域样品均不带菌.分离的内生真菌菌落从菌落形态,生长速度及分生孢子形态等特征均与Epichloё属内生真菌的形态特征相似.系统进化关系表明,它们分别与北美洲竖针茅体内无性态内生真菌Epichloё chisosa,醉马草内生真菌Epichloё inebrians及甘肃内生真菌Epichloё gansuensis具有较近的亲缘关系,进一步说明紫花针茅所感染内生真菌与宿主间未体现出严格的宿主特异性. 相似文献
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为了解香蕉枯萎病4号生理小种基因组的密码子使用特点，掌握其基因编码规律，以香蕉枯萎病4号生理小种基因组的13303条高置信蛋白的编码信息为数据来源，借助CodonW等软件对蛋白质的每个氨基酸编码数据进行了统计分析，研究获得了UCC和CCC等8个密码子为最优密码子，第三个碱基为C的密码子具有更高的选择性。进一步统计分析了mRNA的编码区长度，发现密码子使用偏好性随着编码区的延长而降低，较长编码区的基因对密码子的使用无显著的偏好性。本文分析了4号生理小种的密码子偏好性，为通过密码子优化来降低外源基因在香蕉中的表达，为提高香蕉抗逆研究提供理论依据。 相似文献
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【目的】明确乌苏里貉黑素皮质素受体3(melanocortin 3 receptor, MC3R)基因密码子使用偏好特征和影响因素,了解不同物种间遗传进化和密码子偏好性的关系,为开展MC3R基因异源高效表达研究提供理论依据。【方法】以乌苏里貉和其他15个物种的MC3R基因CDS序列为材料,应用Codon W、EMBOSS等软件分析MC3R基因密码子偏好性的6个参数指标;通过Neutrality-plot、ENc-plot及PR2-plot分析探究密码子偏好性形成的影响因素;基于各物种MC3R基因CDS序列信息构建系统发育树,基于同义密码子相对使用度(RSCU)构建不同物种的密码子使用偏好性热图。【结果】乌苏里貉MC3R基因密码子GC和GC3s均>0.5,密码子偏好使用以G/C结尾;偏好使用的密码子有25个(RSCU值>1),其中16个以C结尾,9个以G结尾。经Neutrality-plot、ENc-plot及PR2-plot分析得出,自然选择是MC3R基因密码子使用偏好形成的主要影响因素。基于基因序列和RSCU值的聚类分析显示,在系统进化上乌苏里貉与犬属同一分支,后与赤狐、... 相似文献
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为阐明杆状病毒几丁质酶基因(v-Chi A)密码子使用在病毒基因组进化的基因水平转移中发生的适应性变化,比较分析了杆状病毒v-Chi A与昆虫几丁质酶基因(Chi-h)、沙雷氏菌几丁质酶基因(Chi A)以及杆状病毒以lef-8、lef-9和polh/gran基因为代表的基因组(表示为lef8-lef9-pg)的密码子使用模式。结果表明,杆状病毒v-Chi A与昆虫Chi-h的GC含量、GC3s含量、有效密码子数(ENc)及与沙雷氏菌Chi A的GC含量均无统计学差异(P0.05);与杆状病毒lef8-lef9-pg的GC含量、GC3s含量、ENc值以及沙雷氏菌Chi A的GC3s含量、ENc值均有统计学差异(P0.05)。杆状病毒v-Chi A与lef8-lef9-pg、昆虫Chi-h和沙雷氏菌Chi A的同义密码子使用均高度相似(相似性系数分别为0.992、0.870、0.862)。选择与突变共同影响杆状病毒v-Chi A和lef8-lef9-pg的密码子使用,而昆虫Chi-h和沙雷氏菌Chi A的密码子使用完全由选择所影响。综上所述,杆状病毒v-Chi A的碱基组成及密码子偏好性与昆虫Chi-h相似,与lef8-lef9-pg不同;密码子使用的影响因素与lef8-lef9-pg相似,与昆虫Chi-h和沙雷氏菌Chi A不同。上述结果从密码子使用角度证实了杆状病毒v-Chi A来源于昆虫Chi-h的水平转移。 相似文献