科研产出
'波邦'咖啡叶绿体基因组密码子使用特征研究
《种子 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：本研究对小粒咖啡‘波邦’叶绿体基因组进行系统分析，探讨影响密码子使用偏性形成的因素。结果表明，‘波邦’叶绿体基因组密码子偏好性较弱，倾向于A/T结尾的密码子。ENC-GC3s绘图、PR2绘图以及中性绘图分析表明，‘波邦’密码子偏好性受突变影响的同时，也受自然选择等因素的影响，但自然选择起到更大的作用。进一步对应分析发现，基因表达水平、基因长度、GC含量对‘波邦’密码子偏性也有影响。密码子使用频率结果表明，拟南芥、烟草和酿酒酵母可考虑作为‘波邦’基因的表达受体系统，其中，烟草与酿酒酵母更为理想。研究表明，在‘波邦’中发现了GCT、TGT、GAT等20个高频密码子，确定了GCA、GCT、TGT等21个最优密码子。
关键词： ‘波邦’ 小粒咖啡 叶绿体基因组 密码子偏好性 表达效率
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高产小粒咖啡叶绿体基因组密码子偏好性分析
《南方农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析高产小粒咖啡叶绿体基因组密码子的使用模式及其偏好性影响因素，确定合适的异源表达宿主，为探究咖啡的系统进化分析及基因功能验证特别是异源表达提供参考依据。【方法】从GenBank数据库检索下载高产小粒咖啡（MK353209）的完整叶绿体基因组序列，从中选择长度大于300 bp，以ATG开始，TAG、TAA和TGA结尾，内部不存在终止密码子及重复序列的51条编码区序列（CDS），运用EMBOSS在线网站和CodonW 1.4.2等分析软件，系统分析高产小粒咖啡基因组密码子使用特征及其影响因素，并与模式生物的密码子使用频率比较。【结果】高产小粒咖啡基因组的密码子第1位（GC1）、第2位（GC2）和第3位（GC3）的GC含量和3个位置的平均GC含量（GC）均未超过50.00%,30个RSCU＞1.00的密码子中，以A/T结尾的密码子占比96.67%，以G/C结尾的密码子占比3.33%，表明高产小粒咖啡叶绿体基因组倾向于使用A/T结尾的密码子。有效密码子数（ENC）、密码子适应指数（CAI）、最优密码子使用频率（Fop）的平均值分别为46.97、0.167和0.353，暗示高产小粒咖啡叶绿体基因密码子偏好性较弱。20个高频密码子分别为GCT、TGT、GAT、GAA、TTT、GGA、CAT、ATT、AAA、TTA、AAT、CCT、CAA、AGA、TCT、ACT、GTA、GTT、TAT和TAA。中性绘图、ENC-plot、PR2-plot和对应分析结果显示，密码子的偏好性受到自然选择、突变等因素的共同影响，其中自然选择起决定作用。密码子使用频率比较结果显示，与拟南芥、烟草、大肠杆菌和酿酒酵母密码子使用频率相比，高产小粒咖啡分别有23.44%、15.63%、40.63%和15.63%的密码子使用模式差异较大。最终确定了21个最优密码子，其中57.14%的密码子以T结尾，38.10%的密码子以A结尾，4.76%的密码子以G结尾。【结论】高产小粒咖啡叶绿体基因组密码子的偏好性较弱，仅对A/T结尾的密码子呈偏好性，其受到自然选择、突变、基因表达水平、基因长度等多种因素的共同影响。酿酒酵母和烟草更适合作为高产小粒咖啡基因的异源表达受体系统。
关键词： 高产小粒咖啡 叶绿体基因组 密码子偏好性 最优密码子 异源表达
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复羽叶栾树叶绿体基因组密码子偏好性分析
《西南林业大学学报(自然科学) 》 2023 北大核心
摘要：为明确复羽叶栾树叶绿体基因组密码子的使用模式，以筛选到的52条CDS蛋白质编码序列为研究对象,利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP等获取复羽叶栾树密码子的GC、RSCU、ENC等参数，并进行中性绘图、PR2-plot和最优密码子分析。结果表明：复羽叶栾树密码子不同位置上的GC含量表现为GC1（47.27%）＞GC2（39.49%）＞GC3（29.84%），且有29个密码子RSCU＞1，其中有28个以A/U结尾，表明密码子偏好以A/U结尾。有效密码子数ENC值在36～61之间，密码子使用偏性较弱。ENC与GC3间具有极显著的相关关系，表明密码子第3位上的碱基组成影响密码子使用偏好性。中性分析结果显示，GC3与GC12间无显著的相关关系（r=0.198,P＞0.05），回归系数为0.265 2，说明选择对密码子使用偏好性有重要影响。ENC-plot分析和奇偶偏好性分析表明，密码子偏性也受到其他因素影响。综合分析发现复羽叶栾树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。最终确定CUU、GUU、AGU、GCA、CAA、CAU、AAA、GAU、CGU、CGA、GGU、GGA共12个为最优密码子。
关键词： 复羽叶栾树 叶绿体基因组 密码子偏好性 最优密码子
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小粒咖啡铁皮卡叶绿体基因组密码子偏好性分析
《西北林学院学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了解铁皮卡叶绿体基因组密码子的使用特征及其成因，以筛选的52条蛋白编码序列为研究对象，利用CodonW和CUSP在线软件对其密码子使用特征进行系统分析。结果表明，基因组各位置的GC含量GC1、GC2、GC3分别为47.47%、39.52%、27.92%,30个高频密码子中，以U结尾占比53.33%,以A结尾占比43.33%,以G结尾占比3.33%,说明铁皮卡叶绿体基因偏好使用NNA和NNU型密码子，尤其偏好使用NNU型密码子。有效密码子数（ENC）、密码子适应指数（CAI）、最优密码子频率（Fop）分别为46.85、0.167、0.352,均揭示该基因组的密码子偏性较弱。中性绘图、ENC-plot、PR2-plot以及对应分析揭示密码子的偏好性受到选择及其他因素共同作用，最终确定了AUU、GUU和UCU等20个最优密码子。表明铁皮卡叶绿体基因组密码子的偏性较弱，偏好AU结尾的密码子。密码子的使用偏好性受到突变及选择等多种作用共同影响。
关键词： 小粒咖啡 铁皮卡 叶绿体基因组 密码子偏好性 最优密码子
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高山松叶绿体基因组密码子偏好性模式
《生物学杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了解高山松叶绿体基因组密码子偏好的使用模式，探讨影响密码子偏好性形成的因素，利用CodonW和CUSP在线软件进行中性绘图分析、ENC-plot、PR2-plot分析和对应性分析。结果显示：高山松叶绿体基因组密码子的平均GC含量为39.84%,GC1、GC2的含量分别为48.81%和40.70%,高于GC3（30.52%）,说明其叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾；有效密码子数ENC的平均值为48.77,表明其密码子的偏好性较弱；中性绘图分析、ENC-plot分析和PR2-plot偏倚分析表明，选择压力是影响高山松密码子偏好性的主要因素，其次受突变等多种因素的共同影响。进一步对应分析发现，第1轴占总体变异的21.18%,是主要的影响因素，与ENC和GC3无相关关系，但与CAI呈显著相关关系。结果表明：自然选择是影响高山松叶绿体基因组密码子偏好的主要影响因素，也会受到其他因素的影响；有15个密码子被确定为最优密码子，显示出强烈偏向于NNA和NNU密码子的高代表性。研究为今后开展高山松叶绿体基因工程、密码子优化、提高外源基因的表达水平及提高高山松种子的产量和品质提供基础信息。
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濒危植物峨眉凤仙花叶绿体基因组分析
《福建农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】对峨眉凤仙花（Impatiens omeiana Hook.f.）叶绿体基因组的结构特征及系统发育进行研究，为其资源保护及开发利用提供理论依据。【方法】基于峨眉凤仙花叶绿体基因组序列，利用生物信息学软件，对叶绿体基因组进行组装、注释、基因特征、序列重复和系统发育分析。【结果】峨眉凤仙花完整的叶绿体基因组长度为152 527bp，共有130个基因，包括86个蛋白质编码基因、8个rRNA基因和36个tRNA基因，GC含量为37%，且具有保守的四分体结构，包括大单拷贝区、小单拷贝区各1个和2个相同的反向重复区域，其长度分别为83 150、17 903、25 737 bp，其中13个基因有1个内含子，2个基因有2个内含子。特征分析表明：峨眉凤仙花叶绿体全基因组中共检测到76个SSR序列，且多以A/T单核苷酸序列为主，其长度为10～91 bp；检测到50 842个密码子，其中以亮氨酸（Leu）最多，色氨酸（Tyr）最少；密码子偏好性分析显示33个RSCU≥1的密码子多数以A/U结尾。通过邻接法（NJ）构建系统发育树发现，峨眉凤仙花与贵州凤仙花亲缘关系最近，均属于棒凤仙花亚属植物。【结论】峨眉凤仙花叶绿体基因组呈典型的四分体结构，SSR序列以A/T单碱基为主；系统发育分析结果将其归为棒凤仙花亚属，上述结果为峨眉凤仙花系统发育学地位及物种鉴定工作提供了重要的分子信息。
关键词： 峨眉凤仙花 叶绿体基因组 序列结构与特征分析 系统发育
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云南樟叶绿体基因组密码子偏好性分析
《中南林业科技大学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为明确云南樟叶绿体基因组密码子使用模式及其成因,确定最优密码子并为其遗传改良提供理论基础.[方法]利用CodonW 1.4.2和在线软件CUSP等对云南樟叶绿体基因组中的52条基因编码子序列密码进行分析.[结果]云南樟的ENC值在36.82~57.85之间,表明云南樟叶绿体基因组的密码子偏好性较弱.密码子不同位置上的GC含量表现为GC1(47.61%)>GC2(40.28%)>GC3(30.67%),且RSCU>1的密码子有31个,其中有29个以A或U结尾,表明密码子偏好以A或U结尾.中性绘图分析结果显示,GC12与GC3的相关系数为0.040,表明两者相关性不显著.ENC-plot分析表明,基因ENC比值大多数分布在-0.05~0.05区间外,即大部分基因ENC值与预期值差距较大.说明密码子偏好性更多受到选择的影响.PR2-plot分析表明,云南樟叶绿体基因组中的绝大多数基因分布在PR2图的中心点偏右下位置,说明选择是云南樟叶绿体基因组密码子偏好性的关键影响因素.通过构建高低基因表达库,结合高频及高表达密码子最终确定云南樟叶绿体基因组最优密码子12个,分别为,UUA、UCU、ACA、UAU、GCU、UAG、CAA、AAA、GAU、GAA、CGA、AGA,其中,11个以A或U结尾.[结论]云南樟叶绿体基因组的密码子偏好性比较弱,偏好以A或U结尾的密码子.密码子的使用偏好性主要受到选择的影响.研究结果可为云南樟叶绿体基因工程、种源鉴定提供科学依据.
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茶组植物种间关系的cpDNA、rDNA ITS和mtDNA序列分析
《西南农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】DNA序列分析在物种系统进化、分类和鉴定等方面展示出了强大的生命力。【方法】本研究对来源于cpDNA、rDNA ITS和mtDNA序列的15对引物在茶组植物的5种2变种共16份资源中进行了种间关系研究。【结果】在15对引物中,来自cpDNA的6对引物有5对完成了扩增与测序,来自rDNA ITS的3对引物均未得到单一目的片度,来自mtDNA序列的6对引物中,共有4对完成了扩增与测序。对在种间存在位点差异的8对引物序列比对:序列长度最长的为390F-1326R(859 bp),最短的为orf25(446 bp);品种间变异位点最多的为rbcla-rev(24个),最少的为nad4L/orf25(2个)。位点变异率最高的为rbcla-rev(4.76%),最低为nad4L/orf25(0.37%),cpDNA的碱基变异率平均值(2.91%)要远高于mtDNA(0.55%);8对引物在茶变种内发生变异的位点共有9个,占总位点数的0.19%;不同变种间发生变异的位点有90个,占总位点数的1.85%;将8对引物测序得到的序列拼接,按照MP法构建了分子系统树,可以将参试的16份茶树资源分为3大类。【结论】本研究为DNA序列分析在茶组植物中的应用提供了参考。
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野生大麻叶绿体基因组分子多态标记的筛选与开发
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：以6份不同生态区野生大麻为试验材料,对叶绿体17个高变区的通用引物进行多态性筛选,同时基于已公布的大麻叶绿体基因组全序列,应用生物信息学软件对其进行比较基因组学分析,开发新的多态性引物。结果显示:(1)17对通用引物,通用性达76.5%,但仅ndh F-rpl32引物产物多态性好;(2)比较基因组学研究表明大麻叶绿体基因组多态性比较低,但存在极少的高变区,针对全序列高变区段设计的4对引物(trn L-rpl32~a,rps8-rps11,psa I-acc D,rps16~a)在6份野生大麻群体材料中分别有2~8个变异位点,具有较高的多态性。叶绿体非编码基因片段通用引物ndh F-rpl32及本研究针对大麻开发的trn L-rpl32~a、rps8-rps11、psa I-acc D、rps16~a引物在大麻中具有专一性强、产物多态性高等特点,可作为高效分子标记应用于大麻种质资源遗传多样性与保护、物种起源与遗传进化、种下分类鉴定、工业大麻育种等研究。
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