灰毛浆果楝叶绿体基因组密码子使用特征分析

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。     

杓兰叶绿体基因组密码子偏好性分析

[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。     

抽筒竹叶绿体基因组的密码子偏好性分析

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。     

油麦吊云杉叶绿体基因组特征及密码子偏性分析

【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...     

马尾松叶绿体基因组测序及特征分析

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。     

马尾松转录组密码子使用偏好性及其影响因素

【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。     

无毛青藤叶绿体基因组解析及系统发育分析

【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...     

九叶青花椒叶绿体基因组结构及系统进化分析

[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。     

银白杨叶绿体基因组密码子用法分析(英文)

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。     

马尾松PmDXR基因密码子偏好性分析

[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。     

Patterns of synonymous codon usage bias in chloroplast genomes of seed plants

Codon usage in chloroplast genome of six seed plants （Arabidopsis thaliana, Populus alba, Zea mays, Triticum aestivum, Pinus koraiensis and Cycas taitungensis） was analyzed to find general patterns of codon usage in chloroplast genomes of seed plants. The results show that chloroplast genomes of the six seed plants had similar codon usage patterns, with a strong bias towards a high representation of NNA and NNT codons. In chloroplast genomes of the six seed plants, the effective number of codons （ENC） for most genes was similar to that of the expected ENC based on the GC content at the third codon position, but several genes with low ENC values were laying below the expected curve. All of these data indicate that codon usage was dominated by a mutational bias in chloroplast genomes of seed plants and that selection appeared to be limited to a subset of genes and to only subtly affect codon usage. Meantime, four, six, eight, nine, ten and 12 codons were defined as the optimal codons in chloroplast genomes of the six seed plants.     

Analysis of synonymous codon usage in chloroplast genome of Populus alba

The pattern of codon usage in the chloroplast genome of Populus alba was investigated. Correspondence analysis （a commonly used multivariate statistical approach） and method of effective number of codons （ENc）-plot were conducted to analyze synonymous codon usage. The results of correspondence analysis showed that the distribution of genes on the major axis was significantly correlated with the frequency of use of G＋C in synonymously variable third position of sense codon （GC3S）, （r=0.349）, and the positions of genes on the axis 2 and axis 3 were significantly correlated with CAI （r=-0.348, p〈0.01 and r=0.602, p〈0.01）. The ENc for most genes was similar to that for the expected ENc based on the GC3s, but several genes with low ENc values were lying below the expected curve. All of these data indicated that codon usage was dominated by a mutational bias in chloroplast gcnome ofP. alba. The selection in nature for translational efficiency only played a minor role in shaping codon usage in the chloroplast genome ofP alba.     

The complete chloroplast genomic landscape and phylogenetic analyses of Populus alba L.

Populus alba is a foundation species in evolutionary and ecological studies in the northern hemisphere.In this study, the chloroplast genome and gene map of P.alba were constructed. The P. alba chloroplast genome is156,505 bp in length comprising a large single-copy region, two inverted repeat regions and a small single-copy region. The genome contains 131 genes, including 86 protein-coding genes(77 PCG species), eight ribosomal RNA genes(four r RNA species) and 37 transfer RNA genes(30 t RNA species). Phylogenetic analysis indicates that all Populus chloroplast genome sequences are clustered together and divided into three large branches.Among reported Populus chloroplast genomes, the leuce section formed monophyletic, indicating that all Populus spp. have a common maternal ancestor. P. rotundifolia and P. tremula are closely related and are sisters to P.davidiana. P. alba is closely related to P. adenopoda.Population genetic research in ecology and evolution may be easily developed through chloroplast genomes as they are conserved. This research will benefit future studies related to Populus, one of the world's most ecologically and economically important genera.     

华宁县柿产业现状及发展对策

柿产业是华宁县发展林业产业的重点之一．针对华宁县柿产业发展现状,分析发展过程中存在的农户信心不足、管理粗放、经营集约化程度低等问题,提出依靠科技,加强技术培训;开展柿丰产栽培技术课题研究;加强宣传,树立信心;闻伐密度过大的柿园等发展措施和对策．     

Structural characterization and comparative analysis of the chloroplast genome of Ginkgo biloba and other gymnosperms

Ginkgo biloba is a famous living "fossil" and has played an important role in the evolution of the Plant Kingdom.Here,the complete chloroplast genome of G.biloba was sequenced and analysed.The chloroplast genome was156,990 bp long and predicted to encode 134 genes including 85 protein-coding genes,41 tRNA genes and 8 rRNA genes.The chloroplast genome has a typical quadripartite structure with a pair of inverted repeat regions(IRa and IRb,17,732 bp),a large(LSC,99,259 bp) and small single(SSC,22,267 bp) copy region.After an extensive comparison to previously published gymnosperm plastomes,the gene content and organisation of G.biloba showed high divergence,although part was relatively conserved.The two typical IR regions in the G.biloba chloroplast genome were relatively shorter because it the ycf2 gene.In addition,it was obvious that the IR regions and gene loss were responsible for changes in chloroplast genome size and structure stability,which influenced plastome evolution in different gymnosperms.Phylogenetic analysis revealed that G.biloba is sister to cycads rather than to gnetophytes,cupressophytes,and Pinaceae.Overall,the study showed that the genomic characteristics of G.biloba would be of great help in the further research on the taxonomy,species identification and evolutionary history of gymnosperms,especially for their position in plant systematics and evolution.     

柿叶总黄酮超声辅助提取工艺研究

通过正交试验设计,优选柿叶中总黄酮的超声辅助提取工艺,并对湖南省不同地区、不同品种柿叶原料中总黄酮的含量进行了分析比较。结果表明:超声辅助提取柿叶总黄酮的最佳工艺条件为乙醇浓度60%、料液比1∶50、超声时间30 min、超声温度60℃;湖南省不同地区、不同品种的柿叶原料中总黄酮的含量有明显差异,表明品种差异、地区差异以及栽培管理条件都是影响柿叶原料中总黄酮含量的重要因素。     

不同叶果型栀子植株果内栀子苷和西红花苷含量分析

为给栀子种质资源评价及其活性成分的开发利用提供参考依据,对6种叶果型栀子植株(共60株)的叶片、果实形态参数,果实内部栀子苷、西红花苷含量进行了观测和分析。测定结果表明:同一栽培群体下栀子植株果实中的栀子苷、西红花苷含量间差异显著,其含量范围分别为1.75%~5.60%、0.33%~4.05%,大果型和中、小果型其栀子苷含量间存在显著差异。相关性分析结果表明,栀子苷与果实纵径间具有显著的正相关性(r=0.280),而与西红花苷含量间有极显著的正相关性(r=0.482),其它形态参数与栀子苷、西红花苷含量间均无显著相关性。稳定性试验结果表明:多数植株样本两年内果实中的栀子苷、西红花苷含量均稳定,而少数植株的含量却突增。同一栽培群体中的栀子植株存在着丰富的遗传多样性,果实内部栀子苷、西红花苷含量受遗传分化的影响均较大。     

Screening chloroplast regions in Calophyllum brasiliense(Calophyllaceae) for suitability for population genetic analyses

The uniparental inheritance and conserved structure of the chloroplast genome among many angiosperms makes it suitable for constructing gene lineages and inferring population histories based on these relationships.However, the analysis of a single chloroplast region to solve population issues has not yielded the desired amount of variability due to the low mutation rate.Therefore, it is necessary to screen and carefully analyze chloroplast intergenic or intronic regions to select the most appropriate for studying the genetic variability in the chloroplast genome of a particular taxon.In this context, the aim of this work was to characterize 8 regions in Calophyllum brasiliense using 11 selected primer pairs and to evaluate their usefulness for phylogeographic analysis.Intergenic spacers petA-psbJ, petG-trnP and rpl32-trnL and the trnL intron demonstrated potentially informative sites.The combination of these 4 regions will allow the analysis of genetic population structure and the integration of historical aspects to inform strategies for conserving C.brasiliense,especially for highly impacted populations and those at risk of local extinction.