葫芦巴叶绿体基因组密码子偏好性分析

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。     

扁蓿豆叶绿体基因组密码子偏好性分析

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＞ G...     

甜高粱叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

本研究采用高通量测序技术对甜高粱叶绿体基因组进行测序,对组装和注释后的叶绿体基因组进行结构、基因组成及密码子偏好性分析。结果表明,甜高粱(Sorghum bicolor)叶绿体基因组长度为140 644 bp,编码86个CDS基因、38个tRNA基因和8个rRNA基因,检测到31个SSR位点和42个Long repeat序列。甜高粱及其14个近缘种的叶绿体基因组变化不大,IR区边界未发生明显的收缩与扩张。甜高粱叶绿体基因组密码子偏好以A,U结尾,其密码子使用偏性很大程度上受自然选择的影响,而受突变压力的影响小。甜高粱叶绿体基因组的最优密码子14个(ACU,UAG,CCU,CUA,GCU,AGU,GAU,UUA,CGU,GAA,GUU,UCA,CAU,UGU)。甜高粱与高粱Sorghum bicolor MT333845(产地：韩国,栽培种Donganme)、MT333848(产地：韩国,栽培种Sodam Chal)、MT459453(产地：韩国,栽培种ATx623)亲缘关系较近。研究结果将为完善高粱属植物分子育种技术和探究高粱属植物系统发育提供参考。     

密码子偏好性的相关研究及方法分析

密码子偏好性指的是物种对编码相同氨基酸的同义密码子的不均等使用。这样的现象和生物功能分子蛋白质和遗传信息载体分子DNA有相关联系,因此对其的研究具有非常重要的意义。本文概述了密码子偏好性的研究进展,实现密码子偏好性的生物学基础,并简要介绍了研究密码子偏好性的意义以及研究分析方法以及相关研究在草业科学中应用的意义。     

野骆驼基因组密码子偏好性分析

【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。     

牦牛部分功能基因密码子偏好性的聚类分析

本文利用系统聚类法对牦牛部分功能基因进行了密码子偏好性的聚类分析,并同普通牛和猪的相关基因作了对比。结果表明:不同物种间,类型或功能相似的基因具有相近的密码子偏好性;三个物种的基因在类型或功能上的差异决定了其密码子使用偏好性的聚类结果;在功能或类型相近的前提下,物种间的差异在一定程度上决定了密码子使用的偏好性。     

牦牛部分功能基因密码子偏好性的聚类分析

本文利用系统聚类法对牦牛部分功能基因进行了密码子偏好性的聚类分析,并同普通牛和猪的相关基因作了对比。结果表明：不同物种间,类型或功能相似的基因具有相近的密码子偏好性;三个物种的基因在类型或功能上的差异决定了其密码子使用偏好性的聚类结果;在功能或类型相近的前提下,物种间的差异在一定程度上决定了密码子使用的偏好性。     

猪FUT2基因密码子使用偏好性分析及优化

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。     

绵羊骨代谢相关基因VDR密码子偏好性分析

【目的】明确绵羊维生素D受体(vitamin D receptor,VDR)基因密码子的使用特征,探究不同物种VDR基因进化规律,为骨代谢等相关疾病动物建模提供参考依据。【方法】利用CodonW、EMBOSS、Usage Codon和DNAMAN等软件对VDR基因CDS区的同义密码子相对使用度(RSCU)、密码子碱基含量、有效密码子数(ENc)及密码子偏好指数(CBI)等参数进行统计分析,并在多物种间进行比较,同时利用ENc-Plot关联分析和中性绘图等方法分析VDR基因密码子偏好性使用的主要影响因素,并基于多物种同义密码子相对使用度数据与系统进化聚类分析探究密码子使用模式与生物进化的内在联系。【结果】绵羊VDR基因中有23个偏好使用以G/C结尾的密码子;大猩猩、鸸鹋、褐家鼠等其他14个物种在密码子使用上表现出了与之较为相似的特征,而在半胱氨酸、甘氨酸、组氨酸、丝氨酸、脯氨酸等个别氨基酸编码时,鸸鹋、褐家鼠和麻雀等部分物种显现出独有特点;ENc-Plot绘图和中性绘图分析显示,选择压力对VDR基因密码子偏好性的影响强于突变压力。【结论】以G/C结尾的密码子为VDR基因优势密码子,自然选择是导致其偏好性的主要力量,密码子偏好使用存在物种特异性,并与物种亲缘关系进化存在关联性。     

两种微孢子虫全基因组中密码子偏好性比较

微孢子虫(Microsporidia)是一类细胞内营专性寄生的单细胞真核生物.基于其已测得的两个典型种的基因组数据,比较了家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)与兔脑炎微孢子虫(Encephalitozoon cuniculi)之间全基因组的密码子偏好性异同.结果表明两基因组的密码子偏好性都较弱,基因表达程度都...     

蒺藜苜蓿、天蓝苜蓿、金花菜基因组SNP穿梭标记开发

蒺藜苜蓿是继拟南芥和水稻之后又一个进行全基因组测序的植物,利用蒺藜苜蓿的基因组序列,开发出可以在其他豆科植物上应用的分子标记,即穿梭标记,已成为缺乏基因组信息或基因组复杂的豆科植物基因组学及分子遗传学研究的有效手段。天蓝苜蓿和金花菜是我国最重要的两种一年生苜蓿,由于缺乏有效的分子标记,这两种苜蓿在基因组水平上的研究很少。SLAF-seq是近年来开发出的一种简化基因组测序技术,具有高通量、准确性、成本低、周期短的优点,已在众多物种的全基因组SNP标记开发上得到应用。本研究通过SLAF-seq技术对12份蒺藜苜蓿、天蓝苜蓿和金花菜材料进行简化基因组测序,共得到28.04×10⁶个读长的测序数据,276432个高质量的SLAF标签,其中58748个SLAF标签为多态性标签,平均测序深度为17.44。在58748个多态性SLAF标签中,共检测出次要基因型频率(MAF)大于0.05的SNP标记189133个。本研究开发出的SNP标记可用于一年生苜蓿的遗传多样性、遗传图谱构建和重要农艺性状的QTL定位等的研究,其种间穿梭的特性可为苜蓿属种间基因组排列顺序、系统进化关系、比较图谱构建等方面的研究提供帮助。     

伪狂犬病病毒基因组密码子用法特点分析

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。     

蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)叶片衰老的转录组分析

为探究蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）叶片衰老过程中相关基因的分子机制及代谢通路,本研究以其成熟叶片和衰老初期、中期、末期叶片为研究对象。通过转录组测序,比较4个发育阶段样品之间的转录组差异。结果表明,与成熟叶片相比,共筛选出2 990个差异表达基因（DEGs）,在所有衰老样本中表达水平均发生显著变化,其中有2 684条（89.77%）可进行基因功能注释;同时利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）结果证实了转录组测序的可靠性。进一步分析发现,DEGs涉及高等植物转录因子33个家族,包括ERF、WRKY、bHLH、MYB、NAC和bZIP。此外,还发现了837个与叶片衰老相关的基因。本研究发现了蒺藜苜蓿叶片衰老过程中大量差异表达的基因,为进一步分析蒺藜苜蓿叶片发育和衰老的调控机制提供参考。     

蒺藜苜蓿遗传转化体系研究进展

豆科植物作为重要的农作物和牧草资源, 是人类和动物的重要蛋白质来源。蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)是豆科模式植物, 其遗传转化体系的建立和完善对促进豆科植物基因工程研究和功能基因组学研究均具有重要意义。本文结合国内外蒺藜苜蓿基因工程研究动态, 从转化方法、外植体类型、菌株型、载体和培养基使用等方面对R108、Jemalong 2HA、Jemalong J5、Jemalong A17和Jemalong M9-10a这5种生态型蒺藜苜蓿转基因研究进展进行了系统综述, 并对当前存在的问题及今后的研究趋势进行了讨论, 以期为豆科植物遗传转化体系进一步完善提供参考。     

截形苜蓿蛋白质组学研究进展

蛋白质组学研究是功能基因组研究的重要手段.简述了蛋白质组学研究的概念和主要技术,详述了蛋白质组学在截形苜蓿组织或细胞器蛋白质组成、生长发育、响应生物和非生物胁迫等方面应用研究成果,分析了存在的问题与发展前景.     

苜蓿全基因组WRKY转录因子基因的分析

蒺藜苜蓿的基因组较小,遗传转化相对容易,是国际上广泛用于研究豆科植物的模式植物,其全基因组测序已经完成。WRKY转录因子是近年来在植物中发现的N-端含有WRKYGQK高度保守氨基酸序列的新型转录调控因子, 调节启动子中含W-box元件的调节基因和(/或)功能基因的表达, 从而参与植物的各种防卫反应。本研究以苜蓿基因组序列(Mt2.0)为材料,利用生物信息学方法分析苜蓿全基因组WRKY转录因子基因的数目、种类、系统发生学、保守基序,结果表明,苜蓿中共有28个WRKY基因,其中5个基因含有2个WRKY结构域,共含有33个WRKY结构域,根据其结构域特点可以分为3个大类,同时与水稻WRKY基因进行了比较研究,发现基因数目远少于拟南芥和水稻,同时研究证实苜蓿与水稻WRKY基因的起源和进化关系存在较大差异,显示出苜蓿WRKY进化有其独特的特点,此外分析苜蓿WRKY基因的保守motif共有46个,筛选得到WRKY结构域的5个保守motif。该研究对苜蓿WRKY基因功能的研究及进化具有重要的意义。     

蒺藜苜蓿EMS诱变突变体库的构建及突变体表型的分析

突变体是进行功能基因组学研究的重要材料,大量基因已经从各种突变体中得到克隆。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)品种A17种子,鉴定和统计其后代突变型和突变频率,分别获得2 085份M1代和388份M2代突变材料,M2代突变材料中叶色突变性状包括叶斑突变、叶深绿、杂色叶、叶红紫、叶黄萎和白化苗,占群体的5.37%;叶型突变性状包括皱叶、窄叶、卷曲和多叶等,占3.12%;株型突变性状包括高秆、矮化、匍匐、半匍匐、多分枝和少分枝等,占9.11%;开花期突变性状包括早花、晚花等,占1.01%;总的表型突变频率为18.61%。本研究初步构建的蒺藜苜蓿A17 EMS的突变材料一方面创造了蒺藜苜蓿新的种质资源,另一方面可应用于蒺藜苜蓿功能基因组的研究。     

豆科模式植物——蒺藜苜蓿

由于蒺藜苜蓿具有高的遗传转化效率、生长期短、染色体组为2×8、基因组小、自花授粉、固氮等特点,使它成为豆科生物学和基因组学研究的模式植物。本研究描述了蒺藜苜蓿的形态特征,介绍了苜蓿属植物的系统关系及蒺藜苜蓿的分类学地位,概述了蒺藜苜蓿遗传图谱构建和基因组学研究的进展。     

牛乳蛋白的遗传密码子使用频率分析

研究牛乳蛋白不同氨基酸的密码子使用频率对利用乳腺生物反应器表达目标蛋白过程中密码子的优化具有重要意义。本试验运用ENBOSS的CHIPS和SMS中的密码子使用工具对7种牛乳蛋白编码的基因进行了分析,并将这7个编码序列拼接在一起进行了乳蛋白全基因组的密码子偏爱性研究,同时与绵羊、猪及小鼠的乳蛋白密码子偏爱性进行了比较。结果表明:牛乳蛋白的CHIPS分析Nc值为51.867,αs1-CN、αs2-CN、-βCN、-κCN、α-LB、-βLG、LTF的Nc值分别为52.005、49.967、48.746、58.113、55.514、36.274、47.646,编码牛乳蛋白氨基酸的密码子出现频率较均一;牛乳蛋白V、A、R、I、T、L、Q、P等氨基酸的密码子使用频率与其他物种有较大差异。牛乳蛋白的密码子偏爱性与绵羊最为接近。     

蒺藜苜蓿LEA基因家族全基因组分析

胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)是一类在种子胚胎发育后期特异表达并受发育阶段及脱水信号调节的脱水保护蛋白,在响应植物干旱、低温、高盐等逆境胁迫中具有重要功能。本研究利用生物信息学手段,在全基因组水平对蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)LEA基因家族进行分析,并对其进化、基因结构、进化压力、染色体定位及基因表达模式进行了系统分析。本研究共筛选出23个蒺藜苜蓿LEA家族基因,可分为8个亚家族。基因定位结果表明,23个蒺藜苜蓿LEA基因分布于除6号染色体外的其他7条染色体上,但分布不均匀;家族成员外显子数目都不超过两个,结构简单。不同组织表达谱分析结果显示,LEA家族基因具有不同的组织表达模式,并受干旱逆境胁迫调控。本研究结果可为蒺藜苜蓿LEA基因家族的功能分析奠定基础。