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1.
《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
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【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
3.
灰毛浆果楝叶绿体基因组密码子使用特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
通过分析灰毛浆果楝叶绿体基因组密码子的使用特征,探讨影响其密码子使用偏性的主要因素。从灰毛浆果楝叶绿体基因组中筛选出54条编码序列(CDS),利用Codon W 1.4.2和CUSP软件计算不同基因密码子各位置的GC含量,以明确灰毛浆果楝叶绿体基因组密码子的使用偏性规律。结果显示:灰毛浆果楝叶绿体基因组密码子第3位碱基的GC含量为28.95%,即第3位密码子富含A和U,有效密码子数(Nec)在34.60~61.00之间,Nec值大于45的CDS有39个;相对同义密码子使用度(URSC)值大于1的密码子有29个,其中16个以U结尾,12个以A结尾;中性绘图分析结果显示GC 12和GC 3的相关系数为0.0984,相关性不显著,回归系数(对角线斜率)为0.1379;基因N ec比值大多数分布在-0.05~0.05区间外,即大部分基因N ec值与预期值差距较大;相关关系分析显示,GC 3与GC1、GC2均未达到显著相关,Nec与GC3呈极显著相关。综合分析发现灰毛浆果楝叶绿体基因组密码子偏好性较弱,选择为主要影响因素,同时受到其他因素的影响。结合高表达优越密码子和高频密码子确定GUU、GUA、UCU、AGU、CCU、ACU、GGU、GCU、CAA、AAA、UGU、AGA和AUU等13个密码子为最优密码子。 相似文献
4.
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
5.
《林业科学研究》2021,34(2)
[目的 ]对马尾松PmDXR基因密码子偏好性进行分析,为后续PmDXR基因的功能验证及遗传转化等研究提供理论依据。[方法 ]利用CodonW、EMBOSS、SPSS等软件及在线服务器,分析马尾松与其他37个物种DXR基因密码子的偏好性。对不同物种DXR基因密码子进行中性分析、PR2-plot分析、ENc-plot分析,推测其偏好性形成的主要影响因素;同时分析比较了马尾松PmDXR基因与4种模式生物的密码子使用频率。[结果 ]马尾松PmDXR基因的密码子偏好性较弱,偏好使用A/T结尾的密码子。比较分析不同物种DXR基因的密码子偏好性参数,发现不同物种DXR基因密码子偏好性存在一定差异,整体看,裸子植物DXR基因密码子偏好性比被子植物强。与其他物种DXR基因的CDS序列及RSCU值聚类分析表明,马尾松与其它裸子植物DXR基因表现出相近的密码子使用偏好性。中性分析、PR2-plot分析、ENc-plot分析均表明:自然选择是影响DXR基因密码子偏好性形成的主要因素。与4种模式生物的基因组密码子使用频率比较发现,在异源转化受体选择中,酵母真核表达系统较大肠杆菌原核表达系统更适合马尾松PmDXR异源表达,拟南芥和烟草均可作为马尾松PmDXR基因的遗传转化受体,其中,烟草更理想。[结论 ]本研究初步揭示了马尾松PmDXR基因密码子使用规律,对后续开展基因功能验证有重要的指导作用,同时也可为研究马尾松分子进化提供一定的科学依据。 相似文献
6.
《竹子研究汇刊》2019,(2)
以抽筒竹叶绿体全基因组序列为材料进行了密码子偏好性分析,结果表明:1)抽筒竹叶绿体基因组密码子偏性较弱,有效密码子数(Effective number of codon,ENC)在38. 85～61之间,平均值为49. 66; 2)密码子第1和第3位的GC含量一定程度上有相似性,GC_1和GC_2、GC_3呈显著相关,而第2位GC含量和其它两位差异较大; 3)密码子偏爱以A或U结尾,RSCU值大于1. 00的密码子31个,其中16个第3位碱基为U、11个以A结尾、1个以G结尾; 4) GC_(12)与GC_3相关性较弱,回归系数为0. 357 63; 5)密码子偏好性更多受到选择的影响,代表基因多数落在标准曲线的下方。 相似文献
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【目的】根据基因组浅层测序结果,解析无毛青藤叶绿体基因组的结构、大小、基因组成、密码子偏好性、简单重复序列（SSR）位点及系统发育关系。【方法】以无毛青藤为材料,对其叶绿体基因组进行测序,组装后获得其叶绿体DNA全长序列并进行基因组特征、密码子偏好性、SSR位点及系统发育分析。【结果】无毛青藤叶绿体基因组全长为156 513 bp。其中,GC含量为39.1%。其结构包括大单拷贝区（LSC,85 225 bp）、小单拷贝区（SSC,18 779 bp）以及反向重复序列（IRs,26 254 bp）。4个区段中,IR区的GC含量最高（43.3%）,LSC区的GC含量为37.7%,SSC区最低。共注释得到131个基因,其中,84个位于LSC区,SSC区13个,两个IR区各17个。鉴定出61个SSR位点,碱基组成以A/T碱基类型为主;33个无毛青藤叶绿体基因组密码子的使用具有偏好性,并以A/U碱基结尾。系统发育进化树表明,青藤属6个种分为两支,其中大花青藤与无毛青藤具有较近的亲缘关系,IR/SC边界分析结果显示除红花青藤外,其余5种青藤属植物的JLB(LSC/IRb)边界较为保守。6种青藤叶绿... 相似文献
8.
《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
9.
【目的】分析油麦吊云杉cpDNA的特征和密码子偏好性,为云杉属植物叶绿体基因组学提供研究依据。【方法】通过Ilumina HiSeq测序平台对油麦吊云杉cpDNA进行测序,并利用Codon W 1.4.2和CUSP软件对其密码子偏性进行分析。【结果】油麦吊云杉cpDNA是一个全长为124 161 bp的环状DNA分子,与典型的具有保守的四分体cpDNA结构不同,油麦吊云杉cpDNA中存在反向重复区域的丢失,其cpDNA的GC含量为38.7%。油麦吊云杉cpDNA包含113个基因,其中蛋白质编码基因76个,核糖体RNA基因4个,转运RNA基因33个,系统发育分析显示,油麦吊云杉和西加云杉聚为一个独特的分支,油麦吊云杉cpDNA密码子不同位置上的GC含量从低到高依次是GC3(49.39%) 45的占86%,表明其密码子的偏性较弱;GC12和GC3的相关性不显著（r=0.166 4, b=-0.157 7）;ENC频数比值分布在-0.0... 相似文献
10.
银白杨叶绿体基因组密码子用法分析(英文) 总被引：2，自引：0，他引：2
通过计算银白杨叶绿体基因组中各基因的ENc值、RSCU值、CAI值和GC3s的含量,分析银白杨叶绿体基因组密码子用法,并采用目前普遍使用的多变量统计分析方法(对应分析)和ENc.plot方法探讨了若干重要因子对银白杨叶绿体基因组密码子用法的效应。对应分析结果显示在影响最大的第一条向量轴上,基因的坐标位置与GC3s(r=349)极显著相关,而与该基因的表达水平(CAI)无显著相关性,但是在第二、三向量轴上基因的坐标位置与该基因的表达水平(CAI)呈极显著相关(r=-0.348和r=0.602,),说明碱基突变是影响密码子发挥作用的主要因素,而少数基因密码子用法受到翻译选择的作用;ENC-plot分析结果也证明了这一点。图2表2参34。 相似文献
11.
《经济林研究》2014,(1)
杜仲橡胶是具有橡塑二重性的优异高分子聚异戊二烯材料。3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶(HMGS)是萜类物质合成MVA途径中重要的中间体。为了揭示EuHMGS对聚异戊二烯的分子调控机制的重要作用,对杜仲HMGS基因进行全面的生物信息学分析。杜仲HMGS基因编码452个氨基酸残基,属于不稳定的疏水性蛋白质。进化关系分析结果表明,杜仲HMGS基因与双子叶植物葡萄和拟南芥的HMGS基因亲缘关系较为接近;杜仲HMGS基因组中含有有11个外显子,10个内含子;其启动子序列中含有大量脱落酸(ABRE)、水杨酸(TCA-element)、乙烯(ERE)等顺式作用元件。 相似文献
12.
羽扇豆醇是一种存在于多种果蔬及中草药中的五环三萜类化合物,具有抗炎症、抗氧化、抗癌等药理作用。羽扇豆醇合酶(Lupeolsynthase,LUP)是羽扇豆醇合成途径中的关键酶。前期研究显示,编码该酶的基因在原核和酵母表达体系中均难以获得有生物活性的蛋白产物。本研究以拟南芥为受体,通过超量表达拟南芥羽扇豆醇合酶1(AtLUP1)基因,分析利用植物细胞生产羽扇豆醇的可行性。使用气相色谱GC检测AtLUP1超量表达拟南芥植株中的羽扇豆醇含量,发现48号植株中羽扇豆醇含量为0.9155mg·g^-1,显著高于野生型。本研究证明超量表达AtLUP1基因可以在拟南芥中促进羽扇豆醇的合成,为羽扇豆醇的工业化生产提供了新的思路。 相似文献
13.
[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
14.
根据其它植物PAL基因的保守区域,设计一对兼并引物,采用RT-PCR方法从国槐中克隆了一个长866 bp的PAL基因片段,命名为SjPAL.序列分析发现SjPAL多肽与其它植物的PAL氨基酸序列高度同源(87%以上),且包含与水稻和拟南芥的PAL类似的活性位点.系统进化树分析表明SjPAL与豆科植物的PAL亲缘关系较近.RT-PCR结果显示,SjPAL在根和茎的表达量约为叶中的3倍.利用反义RNA技术将SjPAL基因克隆至植物表达载体pBI121,构建了SjPAL反义RNA植物表达载体pBI121-PAL,通过根癌农杆菌EHA105将其导入拟南芥基因组,对获得的抗性植株进行PCR鉴定、Northern杂交分析、PAL活性分析以及总多酚含量和类黄酮含量分析.结果表明,该反义RNA已整合到拟南芥基因组中,转基因拟南芥的PAL基因表达量、单位材料PAL活性、总多酚含量和类黄酮含量均显著低于野生型对照.本研究为下一步利用该基因反义表达载体转化国槐,通过调节酚类物质含量提高其在再生体系中的生根能力提供了试验依据. 相似文献
15.
《林业科学》2021,57(3)
【目的】杜仲是我国特有的传统药用和胶用木本植物,其生长发育相关基因研究对杜仲育种有重要意义。生长素响应因子(ARF)是生长素信号转导途径中重要的转录因子,了解ARF在杜仲器官发育中的作用具有重要的理论和实际应用价值。【方法】利用杜仲全基因组测序数据鉴定杜仲ARF基因,并对这些基因进行生物信息学分析;根据杜仲EuARFs与拟南芥、水稻和欧美杨ARF蛋白的序列比对,构建系统进化树;根据转录本全长测序数据分析杜仲叶片不同生长时期的ARF基因表达谱,并利用qRT-PCR分析杜仲ARF基因与调控ARF基因的miRNA在不同器官不同发育时期的表达模式。【结果】共鉴定出18个杜仲ARF基因,根据系统进化树可以将EuARFs分为5类; miRNA靶位点分析表明eu-miR160s调控Ⅱ亚族的EuARFs,eu-miR167s调控除了EuARF8.2的V亚族的EuARFs。表达谱结果显示EuARFs在叶片不同生长时期的表达不同,其中V亚族EuARFs与Ⅵ亚族EuARF19.2在3 cm长的生长叶和完全展开的幼叶中表达量较高。qRT-PCR试验结果显示,EuARFs在正常生长条件下不同发育阶段(幼嫩和成熟)的器官(根、茎和叶)中均有表达,在根中表现为在成熟阶段上调表达,叶和茎段中表现为在成熟的器官中下调表达; eu-miR160s主要在幼嫩的根中表达,eu-miR167s则主要在成熟的叶片中表达。【结论】共鉴定出18个杜仲ARF基因,这些EuARFs在正常生长条件下不同发育阶段(幼嫩和成熟)的器官(根、茎和叶)中均有表达,根据表达量可以预测V亚族的EuARFs对幼苗的生长发育具有调控作用,EuARF19.2对杜仲叶片生长具有重要调控作用。 相似文献
16.
【目的】研究寄生性天敌昆虫热激蛋白HSPs的功能,为探讨寄生性天敌昆虫的小分子热激蛋白对农药与紫外胁迫下的抗逆性作用提供基础。【方法】克隆白蛾周氏啮小蜂的一个小热激蛋白基因Ccshsp12.2,对其从系统发育、核苷酸替换速率和密码子使用偏好性等方面进行分析,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术研究其经紫外照射及用阿维菌素、苏云金杆菌、灭幼脲和高效氯氰菊酯4种农药处理后,Ccshsp12.2的表达量变化。【结果】获得了含有完整编码区的Ccshsp12.2基因序列,编码206个氨基酸,分子量为23.1 kDa;进化分析结果表明白蛾周氏啮小蜂等寄生性类群与麦茎蜂等自由生活类群聚成2个分支。选取的9条基因平均Ka/Ks(即dN/dS)值为0.906 556,主要接受负选择压力。寄生性昆虫的平均密码子选择偏好性指数为0.344,自由生活昆虫的平均密码子选择偏好性指数为0.353。RT-qPCR试验结果显示,与对照相比,经农药和紫外线的处理后,白蛾周氏啮小蜂Ccshsp12.2表达量均有所上调,达3.36～6.17倍。【结论】通过分子进化分析,发现不同生活方式的昆虫其热激蛋白所受的进化压力有显著差别;紫外照射及阿维菌素等4种农药均能显著诱导Ccshsp12.2基因表达上调。本研究结果将为白蛾周氏啮小蜂HSPs的抗逆性研究提供依据。 相似文献
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《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2019,(10)
RPW8(Resistance to powdery mildew 8)不但对拟南芥白粉菌有抗性作用,同时也对烟草白粉菌、拟南芥霜霉菌和烟草花叶病毒等多种植物寄生性病原体都表现出较高的抗性,具有广谱抗病性。以杏全基因组数据为基础,鉴定RPW8家族成员,分析基因家族特点及不同组织中表达量分析,有利于更加深入了解RPW8基因家族功能,为杏抗白粉病基因挖掘和抗白粉病育种提供理论参考。通过SMS、GSDS2.0、Expasy-protparam、MEME、MAGA6.0、TBtool等生物信息学工具对RPW8基因家族的核酸序列的特征、基因结构、蛋白质理化性质、蛋白保守结构域、家族系统进化关系、表达量等进行分析和预测。结果表明:从杏中共鉴定出16个RPW8家族基因,分别命名为LWMRPW8-1～LWMRPW8-16,内含子数量小于6个,16个基因的全长为360～4 864 bp,碱基G+C含量为37.39%～46.89%,碱基A+T的含量为53.11%～62.61%;杏RPW8基因家族编码的氨基酸分子量为13 653.93～92 617.92 Da,理论等电点为5.42～9.47,蛋白质不稳定性指数为22.94～61.18,氨基酸组成成分以亮氨酸(Leu)赖氨酸(Lys)为主;保守结构域分析结果显示杏RPW8家族主要含有10个Motify,其中Motif8、Motif9为特征结构域;系统进化树分析显示,蔷薇科植物RPW8家族基因聚为一类,LWMRPW8-7与拟南芥、杨树基因聚为一类。对杏RPW8基因在不同组织中的表达分析结果显示,16个基因在花、花芽、叶片、果肉、果仁中的表达量呈现较大差异。 相似文献
19.
[目的]为解决濒危物种钻天柳在杨柳科中分类学位置的争议。[方法]本研究通过二代测序技术,从头测序、拼接得到钻天柳叶绿体基因组全序列,并与已发表的9种杨属植物和4种柳属植物的叶绿体基因组全序列进行比较,采用最大似然法、最大简约法和贝叶斯推断法分析了这些物种的系统发育关系。[结果]研究发现:钻天柳总基因组为155 661 bp,由长度为84 536 bp的长单拷贝(LSC)区域和16 215 bp的短单拷贝(SSC)区域,以及一对分隔开它们的27 455 bp的反向重复序列(IRS)组成。钻天柳叶绿体基因组总GC含量为36.68%,共有113个不同的基因,包括79个蛋白质编码基因,30个tRNA基因和4个rRNA基因,其中,有20个基因分布于反向重复区;在所有基因中,有14个基因包含1个内含子,3个基因(rps12、clpP、ycf3)内含有2个内含子;系统发育分析以100%的支持率将钻天柳与柳属黄花柳亚属的2个物种聚为一支,杨属的所有物种聚为另一支。[结论]本研究首次组装并注释了钻天柳叶绿体基因组全序列,并明确支持钻天柳并入柳属,而非单独成属,这将为钻天柳甚至杨柳科的系统进化研究提供重要参考。 相似文献
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中国毛竹基因组学研究取得重大进展 总被引：1，自引：0，他引：1
《世界竹藤通讯》2009,7(2):31-31
据2009年1月报道中国科学家日前完成了包括毛竹叶片、笋和萌发种子等在内的毛竹全长cDNA文库构建，并精确测定了1万余条基因序列。毛竹全长cDNA文库构建和基因序列精确测定，是“毛竹基因组测序研究”重大科研项目的第一部分。科学家们在完成毛竹基因序列的同时．还首次根据毛竹大规模的基因序列统计了毛竹基因的一些基本信息，包括Gc含量、密码子使用偏好性、简单重复序列、 相似文献