密码子优化的甲型H1N1流感病毒HA/HA1基因真核载体的构建及初步表达

【目的】构建甲型流感病毒H1N1血凝素基因HA/HA1的真核表达载体,并检测其在BHK-21细胞中的表达。【方法】按照人的偏爱密码子,对H1N1流感病毒的HA/HA1基因进行优化改造,以提高其表达量,经全基因合成后插入到真核表达载体pSNAV中,构建了真核表达质粒pSNAV-Mod. HA与pSNAV-Mod. HA1;质粒转染BHK-21细胞,G418筛选后,用免疫荧光及Western blot技术检测其表达情况。【结果】成功构建了血凝素基因HA/HA1的真核表达载体。经G418筛选得到单克隆,免疫荧光技术和Western blot检测10代,显示Mod. HA和Mod. HA1皆可在BHK-21细胞中稳定表达。【结论】成功构建的流感病毒HA和HA1真核表达载体,可为今后开展多基因表达的基因工程疫苗及H1N1检测试剂奠定基础。     

双生病毒的同义密码子用法及其进化分析

 对双生病毒编码基因的变异进行了密码子用法分析,推测双生病毒基因的表达水平普遍不高,而外壳蛋白基因的表达水平相对较高,它们在密码子第3位上偏好使用A或T。双生病毒的密码子用法主要受到突变偏好和翻译选择等因素的影响。双生病毒的密码子使用具有基因特异性和一定程度的寄主特异性。基于相对同义密码子使用频率的聚类分析可以很好反映侵染单子叶植物和双子叶植物双生病毒之间的差异,也在一定程度上反映出双生病毒之间的亲缘关系。     

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。     

茶树抗寒调控转录因子 ICE1 密码子偏性分析

 运用CHIPS、CUSP 和CodonW 软件程序分析自主克隆的茶树（Camellia sinensis）ICE1（GenBank 登录号JX029153）的密码子的偏性，并与茶树基因组及萝卜等7 种植物的ICE1 密码子偏性进行比较。结果表明，茶树ICE1 偏好于以A/T 结尾的密码子；与茶树基因组密码子偏性相比，发现只有6 种氨基酸密码子偏性完全一致。进一步研究发现ICE1 的碱基组成在单子叶植株大麦与7 种双子叶植物分化后发生了较大的变化。在聚类分析中，基于基因CDS 序列的聚类不能正确反映物种间的进化关系，而基于密码子偏性参数相对密码子使用度（RSCU）的聚类更适合作为系统发育分析的参考。与3 种外源受体密码子使用频率比较发现，与大肠杆菌基因组密码子使用频率差值较大的有25 个，与酵母基因组差值较大的有15 个，与拟南芥基因组差值较大的有10 个，这预示着ICE1 在拟南芥中的表达效率最高，若要在其他外源受体中进行高效表达，尚需对其密码子进行优化。     

密码子使用偏性量化方法研究综述

在基因组学水平上研究密码子使用偏性模式、成因并分析进化过程中的选择压力在基因组学研究中有重要意义。文章概述了目前提出的密码子使用偏性的量化方法及实现原理。目前研究发现：有些量化密码子偏性的方法受高表达基因参考数据集未完全注释的限制,不同密码子位置对变异和选择的影响不同,以及不同密码子位置处GC含量和嘌呤含量的贡献不同。由此展望密码子偏性量化方法发展方向为：需要设计不需要相关参考基因集合先验知识的密码子使用偏性量化方法;考虑不同位置处背景核苷酸组成的密码子使用偏性的量化方法;同时考虑基因表达水平的密码子使用偏性量化方法。最后,归纳了目前可用的密码子使用偏性的量化工具和数据库。     

兰科植物FNR基因的密码子偏好性分析

为揭示兰科植物FNR基因的特性和密码子偏好性，采用DNAMAN、CodonW和SPSS软件及 EMBOSS、SWISS-MODEL在线网站对17种兰科植物的FNR基因序列、氨基酸序列、同源区域及蛋白质三维结构进行分析。结果表明：兰科植物FNR基因普遍具有在A/T(U)与G/C之间较弱的密码子偏好性；密码子的末位在A和T(U)之间存在显著的T(U)偏好性，在C和G之间存在显著的C偏好性；NADP结合域比非结合域有较小的密码子偏好性；基于CDS和氨基酸聚类结果比基于RSCU聚类更接近于植物的进化分类；自然选择的作用是导致兰科植物FNR基因的密码子使用偏好性的主要成因。     

人溶菌酶基因的密码子优化设计及生物信息学初步分析

对猪乳蛋白密码子使用偏好性进行了分析,并基于其使用规则,在不改变编码氨基酸序列的基础上对人溶菌酶基因hLYZ的密码子进行了优化设计和生物信息学初步分析。研究结果表明,人hLYZ基因与猪乳蛋白相关基因的密码子使用频率存在明显差异,优化前后猪乳蛋白偏好性hLYZ基因（LYZ-Cas）共改变了109个碱基,约占hLYZ基因碱基总数的24.38%,G＋C含量由47.0%下降至43.8%。改造前后hLYZ基因CDS序列所翻译的氨基酸序列比对结果显示,其氨基酸序列没有发生变化,二级结构预测及Nc值计算显示,其能够在猪乳中相对高效表达。本研究旨在分析并比较优化前后hLYZ基因密码子的生物信息学变化,使其在猪乳蛋白中高效表达,对于生产富含人溶菌酶的hLYZ转基因克隆猪具有重要的理论意义,并且对于提高仔猪成活率,防治哺乳动物乳腺炎,提高乳品质等方面具有巨大的应用潜力。     

拟南芥POT基因密码子使用特性分析

运用CodonW程序对拟南芥(Arabidopsis thaliana)POT基因密码子组成、同义密码子使用频率和全长编码区密码子进行分析.结果表明,拟南芥POT基因密码子适应指数(CAI)与同义密码子第三位碱基含量(C3s)、密码子偏爱指数(CBI)均呈显著正相关(P＜0.05),与最优密码子使用频率(FOP)呈极显著正相关(P＜0.01).有效密码子数(ENC)与同义密码子第三位碱基含量(C3s)呈显著正相关(P＜0.05),与GC3s呈极显著正相关(P＜0.01),与同义密码子第三位碱基含量(T3s)呈极显著负相关(P＜0.01).拟南芥POT基因密码子使用相对概率(RSCU)＞1的密码子多以碱基A或T结尾.     

利用SCoT标记分析花生栽培种×A. chacoensis 组合异源多倍化的早期基因组变化

【目的】研究花生属异源多倍化过程中基因组变化行为,揭示花生属多倍体进化的分子机制。【方法】采用SCoT标记对四倍体栽培种仲恺花4号和二倍体野生种A. chacoensis的种间杂种F1及早期多倍体世代（S0—S3）基因组变化时间、类型和频率进行分析。【结果】18条SCoT引物共扩增出126个位点, 其中多态性位点117个,多态性比率达92.86%,在供试材料中检测出了丰富的DNA多态性;与扩增出的109条亲本条带比较,F1—S3分别丢失亲本条带28、30、10、11和10条,其中,来自父本特异性条带为16、12、7、9和9条,各自新增条带9、3、10、14和8条,说明SCoT产物早在Fl即开始发生变化,变化类型包括亲本条带的丢失、跳跃式继承和新条带的产生,在丢失的亲本条带中以父本条带为主。【结论】ATG翻译起始位点及其侧翼区域在花生种间杂交异源多倍化早期迅速发生广泛而剧烈的变化,其生物学功能可能与多倍体的进化和稳定有关;SCoT标记作为一种简单、有效和实用的新型功能型分子标记技术,可以为花生属及其它物种多倍体进化中基因组遗传变化研究提供技术支持。     

菊属植物SCoT分子标记技术在遗传多样性分析中的应用

 采用正交设计方法,对Mg²⁺、dNTPs和引物浓度、TaqDNA聚合酶及模板DNA用量等5个因素进行筛选,得到适于菊属植物的SCoT标记PCR反应体系,25 μL体系中含有：Mg²⁺ 1.2 mmol · L^-1、dNTPs 0.15 mmol · L^-1、引物0.8 μmol · L^-1、TaqDNA聚合酶1 U、模板DNA 50 ng。优化的最适退火温度为49.4 ℃。改进电泳方法,采用8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,银染法染色。运用不同倍性菊属材料基因组DNA对优化的SCoT-PCR反应体系进行验证,获得了多态性丰富、条带清晰的扩增图谱,表明确立的菊属植物SCoT分子标记技术体系稳定可靠。利用该体系及筛选出的12个SCoT引物,对18份菊花近缘种属材料的遗传多样性及亲缘关系进行分析,共检测到209个位点,其中多态性位点数189个,多态性比率为90.43%。应用NTSYS-pc2.1软件,计算菊花近缘种属材料之间的相似性系数并采用不加权成对算术平均法（UPGMA）进行聚类分析,结果18份菊花近缘种属材料的遗传相似性系数范围为0.4516 ~ 0.7035,平均遗传相似性系数为0.58。聚类分析显示在相似系数0.530处可以将18份材料分成Ⅰ、Ⅱ两个大组,Ⅱ组包括芙蓉菊和绢毛蒿,其余16份材料属于Ⅰ组。Ⅰ组在相似系数0.615水平又分为6个亚组。结果表明SCoT分子标记体系适用于菊属及其近缘属种遗传多样性及亲缘关系的研究。