辽细辛叶绿体基因组密码子使用偏好性分析

确定中草药辽细辛叶绿体基因组密码子使用偏好性及其成因。密码子使用特性利用CodonW 1.4.2软件和CUSP程序分析50条经筛选的CDS序列,结合中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析,最终确定最优密码子。结果显示,叶绿体基因组密码子不同位置碱基GC含量的总体趋势为GC₁(47.60%)>GC₂(40.25%)>GC₃(30.96%),ENC值与GC₃呈极显著正相关,RSCU值大于1的密码子数量有31个,其中30个密码子以A/U结尾,仅1个以G结尾,表明密码子第3位碱基偏好以A/U结尾;ENC值分布在38.10～58.19之间,平均值为48.77,存在较弱密码子使用偏性;进一步分析发现自然选择是影响辽细辛密码子使用偏性的主要因素;以ENC值和RSCU值为参考,共筛选出18个最优密码子,除UUG外,其余17个密码子均以A/U结尾。该结论可为辽细辛的叶绿体基因工程、系统进化、环境适应等研究提供参考依据。     

香蕉全基因组NBS抗病基因密码子使用偏好性分析

为了解香蕉NBS抗病基因的密码子使用特点,掌握其基因编码规律,以香蕉全基因组NBS基因的74条高置信蛋白编码信息为数据来源,借助Codon W等软件对蛋白质的每个氨基酸编码数据进行了统计分析。结果表明,G+C含量范围为32.8%~45.4%,共鉴定获得了GUC和UAC等8个最优密码子且全部以G或C结尾。中性绘图分析发现,大部分基因分布在对角线及其附近区域,ENC与GC3的关联分析显示大部分基因落在标准曲线附近,这些都表明密码子偏好性受到碱基突变影响较大。密码子各参数相关性分析表明,ENC和G3s、C3s的大小都呈显著负相关,在基因表达密码子使用时,更倾向于选择第三位碱基是G/C的同义密码子。本研究分析了香蕉全基因组NBS基因的密码子偏好性,为通过密码子优化来提高NBS基因在香蕉中的表达,对香蕉进行抗性改良具有十分重要的指导作用。     

化香属植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

为探究化香属植物叶绿体基因组密码子使用特征,本研究利用CodonW、CUSP和SPSSAU软件分别对圆果化香和化香两种化香属植物的叶绿体基因组密码子使用模式进行分析。结果表明:圆果化香和化香叶绿体基因组蛋白编码序列的GC含量分别37.75%和37.80%,密码子第3位碱基GC含量分别为27.16%和27.25%。有效密码子数在35.19～56.98之间,超过2/3的基因ENC值大于45,表明密码子偏好性较弱。中性绘图、ENC-plot绘图和PR2-plot绘图分析。结果表明:化香属叶绿体大部分基因的密码子偏好性受到自然选择的影响,同时也有部分基因受到突变压力的影响;以ENC值为标准,确定了5组高表达基因和5组低表达基因,共筛选出18个最优密码子,其中16个以A/U结尾。本研究能够为叶绿体基因组密码子优化、提高外源基因表达效率以及系统进化的相关研究提供依据。     

白毛银露梅叶绿体全基因组密码子偏好性分析

为了明确白毛银露梅叶绿体基因组密码子的使用偏好性,筛选出53条叶绿体蛋白编码基因(CDS)作为分析对象,使用CodonW软件计算GC1、GC2、GC3、ENC、CAI等参数,并进行中性绘图分析,ENC-plot及PR2-plot分析。结果表明,白毛银露梅不同区段GC平均含量为：GC1 (47.02%)>GC2 (39.55%)>GC3(28.95%),说明GC含量在不同位置的分布不均匀;RSCU值大于1的密码子有28个,其中以A/U结尾的为27个,表明该物种叶绿体基因组密码子偏好以A/U结尾;ENC平均值为48.10,CAI平均值为0.17,表明密码子偏好性较弱;ENC-plot分析及PR2-plot分析表明该物种密码子使用偏好同时受自然选择和突变压力的影响,最终筛选出来13个最优密码子,均以A/U结尾。研究结果可为白毛银露梅叶绿体基因工程研究及委陵菜属植物进化关系、亲缘关系研究提供理论依据。     

蓼科大黄属植物CHS基因密码子偏爱性分析

为探究蓼科大黄属物种CHS基因密码子的偏爱性,鉴定出该类基因的最优密码子。利用EMBOSS、Codon W1.4.4和SPSS 17.0软件对24条来源于大黄属不同物种的CHS基因进行多元统计分析,以深入研究其偏爱性。结果表明,大黄属CHS基因密码子的GC_3含量最高,其与GC_(12)的相关性检验未达到显著水平。ENC-plot分析显示,24条CHS基因的ENC值均低于预期值。以上证明了自然选择是CHS基因密码子偏爱性形成的主导因素。筛选出的26个最优密码子中,17个密码子的第3位碱基为G/C,表明CHS基因最优密码子偏爱以G/C结尾。     

双软件多参数联合对草鱼同义密码子偏性的分析

密码子偏性分析数据有助于被用来构建高效表达载体,提高外源基因在宿主体内的表达效率。为了解草鱼密码子使用情况,以便在草鱼中高效表达外源目标蛋白来预防草鱼疾病的发生,应用Codon W及CAIcal软件分析了草鱼(Ctenopharyngodon idella)基因组中的208个蛋白质的编码序列。通过分别计算密码子中各个位置的 G C 含量、密码子适应指数（CAI）、有效密码子数（ENc）、密码子偏爱指数(CBI)、同义密码子的使用频率、最优密码子使用频率（FOP）等,分析了草鱼的密码子使用偏性,确定了草鱼的最优密码子。结果显示,草鱼密码子第 2位的G C 含量明显低于第 1、3 位,第3位表现出对以 G 或 C 碱基结尾的密码子偏向使用;所确定的23个最优密码子中,除终止密码子是以碱基A结尾外,有18个以碱基G或 C结尾,4个以碱基U结尾。所分析结果既可用于分析草鱼基因的组成结构,了解草鱼的分子进化状态,又可以通过所获的结果来指导对外源基因进行分子改造,提高外源基因在草鱼中的表达效率。     

中国古老月季“月月粉”的叶绿体基因组密码子偏好性分析

本研究基于“月月粉”月季叶绿体全基因组图谱,对其密码子偏好性进行分析。结果表明,月季的叶绿体基因组总长为156 591 bp,具有典型的四分体结构。共筛选到49条基因序列用于密码子偏好性分析,GC₁,GC₂,GC₃的平均值分别为47.74,39.38,29.16,密码子第一位的GC含量最大,第三位的最小,具有明显的差异;有效密码子数(ENC)与第三位密码子的GC含量显著相关;中性绘图结果说明GC₃与GC₁₂的相关性不显著,且密码子的偏好性受自然选择的影响;ENC-plot及ENC比值频数分布结果表明,大多数基因的ENC值低于预期值,大多数基因位于-0.05～0.05区间外,说明大部分基因受到了突变的影响;同义密码子相对使用度(RSCU)分析表明,RSCU值大于1的密码子大多数以A/U结尾,同时选取RSCU值大于1且ΔRSCU值大于等于0.08的密码子作为最优密码子,即UUU、CUU、AUA、CAU、GAU、UCA、ACA、CGA、AGU、AGA、CGA,共计11个最优密码子,且...     

铁皮石斛咖啡酸-O-甲基转移酶(COMT)密码子偏好模式分析

咖啡酸-O-甲基转移酶(COMT)是木质素合成过程的关键酶,参与苯丙烷代谢。了解铁皮石斛COMT(Caffeic acid-O-methyltransferase)基因密码子的偏好性可为其功能和分子进化研究提供科学依据。采用Codon W、EMBOSS、SPSS、Origin等分析铁皮石斛COMT的密码子偏好参数,并通过ENC绘图、中性绘图和PR2-plot分析探讨COMT基因密码子偏好性形成的可能因素,同时使用SPSS19.0和MEGA6.0进行聚类分析。结果显示,铁皮石斛COMT基因ENC值、GC含量以及GC3分别为49、0.452和0.396,表明其密码子偏好性较弱,偏好使用A或T结尾的密码子;ENC、中性绘图分析显示突变压力是COMT密码子偏好性形成的主要作用力;铁皮石斛COMT基因和同为兰科植物的香味蝴蝶兰(Phalaenopsis bellina)的亲缘关系最近,两者的GC1s、GC2s、GC3s、GC、CAI和ENC也较为相近,表明物种进化关系上越相近其密码子偏好性也较为相似,但有些物种仍存在一些差异。此外,从密码子使用频率分析得出酵母菌真核表达系统适合铁皮石斛COMT基因的异源表达,模式植物烟草、番茄可以作为其遗传转化受体。本研究为COMT基因功能进一步研究提供参考。     

基于RNA-Seq的莲雾密码子偏好性分析

本研究以莲雾转录组中筛选出50 360条Unigene为数据来源,应用编写的perl脚本、CUSP和SPSS软件对序列进行了密码子偏好性分析以及多元统计分析。结果表明,莲雾转录组数据中的17 723条高置信蛋白编码基因CDS序列的平均总GC含量为49.47%,同义密码子第三位出现G或C的频率为50.91%,比出现A或T的频率高,有效密码子数(ENC)取值介于23.7~61.0,平均为58.4;确定了16个莲雾最优密码子,其中15个密码子以A/T结尾,仅有1个以G结尾,说明莲雾最优密码子偏爱以A/T结尾。通过和17种植物的密码子使用频率进行比较,发现RSCU值相对于GC3s含量是评估植物进化关系一个更好的参数。同时我们还确定了20个氨基酸密码子双联密码子的序列情况。本研究结果对指导莲雾基因改造,遗传转化,新基因的发现、功能基因表达调控研究,蛋白质结构和功能预测、以及与其他物种的比较基因组学研究和分子标记育种等基因工程问题具有一定的参考价值。     

基于采后转录组的香菇密码子偏好性分析

以香菇基因组数据为基础,对其细胞核基因组的密码子偏好性及偏好性形成因素进行分析。香菇细胞核编码基因的GC含量为48.66%,同义密码子第3位中碱基T(T3s)的出现频率最高（36.07%）,同时高表达基因的GC、GC3以及GC3s含量均显著高于基因组水平;相关性分析结果显示基因表达与序列C3s含量、GC3、GC3s、GC含量、C含量以及CAI呈显著正相关;香菇基因组编码序列中共29个高频密码子,结合转录组筛选高表达和低表达基因的基础上鉴定出16个最优密码子;偏好性形成影响因素分析表明,香菇基因组密码子偏好性形成受中性突变和选择压力影响。本研究可以为采后香菇关键基因功能解析,开展香菇采后品质劣变机制研究提供参考。     

番茄WRKY转录因子密码子偏性分析

WRKY基因家族在响应植物发育和生理过程、多种应激反应中发挥着重要作用。为揭示番茄WRKY基因的特性和密码子使用模式,本研究通过CodonW、CUSP和SPSS软件对番茄81个WRKY基因密码子使用偏性进行分析。结果表明:WRKY基因平均GC含量为39.33%,GC3平均含量为31.80%,表明WRKY基因密码子倾向以A或T (U)结尾;相对同义密码子(RSCU)分析显示,RSCU1的密码子有27个,其中25个以A、U结尾;有效密码子数(ENC)和密码子适应指数(CAI)范围分别为35.77～55.93和0.13～0.28,表明密码子偏性较弱且WRKY基因表达水平较低;中性分析、ENC和PR2作图分析发现WRKY基因密码子使用模式受碱基组成、突变和自然选择压力的影响。此外,只有1个密码子鉴定为WRKY基因最优密码子。该研究结果为番茄WRKY基因转基因研究过程中密码子优化提供了理论支持。     

7种作物叶绿体基因的密码子偏好性及聚类分析

研究作物叶绿体蛋白编码基因的编码特点,对指导农作物的叶绿体基因工程研究设计,促进外源基因在受体作物中的高效、稳定表达具有重要作用。为此,综合运用了多种分析软件,对7种大田作物的叶绿体蛋白编码基因进行分析。结果表明:叶绿体蛋白编码基因的总碱基构成在7种作物中差异不大,都是A含量最高,而G,C的含量较低;但在密码子第3位的碱基构成上却有明显差别,3种双子叶作物偏爱以C,T结尾的密码子,而禾本科的4种作物则偏爱以T,C结尾的密码子;RSCU(同义密码子的相对使用度)值显示出禾本科作物有26个密码子具有偏好性,而双子叶作物有25个密码子具有偏好性,但二者之间有22个相同的偏好性密码子。基于RSCU值的聚类结果显示,植物的密码子偏好性具有种族特征,表明基于叶绿体蛋白编码基因的密码子使用特性的聚类结果可以作为系统发育分析的重要补充。     

红藻rbcL基因密码子偏爱性分析

红藻是我们日常生活中一类非常重要的海洋生物资源。为探究红藻rbcL基因密码子的偏爱性,确定该类基因的最优密码子,本研究通过使用CodonW 1.4.4、CUSP和SPSS 20.0软件对20条红藻rbcL基因进行了多元统计和密码子偏爱性分析,最终获得了红藻rbcL基因三个位置的GC碱基含量、ENC值和RSCU值。结果显示,红藻rbcL基因AT碱基含量高于GC碱基,ENC值为41.89,说明红藻rbcL基因密码子偏爱于A/T碱基结尾。ENC绘图分析,PR2-plot分析和中性绘图分析表明自然选择是影响rbcL基因密码子偏爱性的主要因素。通过与拟南芥等五个物种的密码子使用频率比较,发现红藻rbcL基因和它们均有较大的差异性。最后筛选得到了UUU、UUA、AUU等18个最优密码子,均偏向于以A/U碱基结尾。研究结果对红藻资源的开发利用和rbcL基因的表达研究具有重要意义。     

霸王密码子偏好性分析

为了解霸王密码子使用特征及形成原因,本研究以NCBI网站中霸王的EST数据为材料,从中选取637条高质量基因为研究对象,利用Codon W、Excel等软件分析密码子使用特征。结果表明：霸王密码子的平均ENC为51.594,平均CAI为0.179,平均GC_3s为41.14%,密码子使用偏好性较弱,密码子第3位偏好使用以A/T结尾的碱基;ENC绘图分析、中性分析、偏倚分析结果说明自然选择是引起霸王密码子偏好使用的主要因素,但同时还受突变压力和其他因素的影响;偏倚分析中,大部分基因都分布在中心点的左下方,说明密码子第3位上A的使用频率小于T的使用频率,G的使用频率小于C的使用频率。以ENC值和RSCU值为参考标准,确定了28个高频密码子(RSCU>1),以A/U结尾的占82.14%;确定了27个高表达密码子(△RSCU≥0.08),最终筛选出UAU、UGU、UGA、CAU、AGC、GUG为最优密码子。本研究为霸王密码子优化以及基因工程中外源基因的改良和表达提供理论依据。     

裸果木叶绿体基因组密码子使用偏性分析

密码子的偏好性由突变、自然选择进化而来,研究叶绿体基因组密码子偏性可进一步明确基因表达效率,对理解物种的系统发育和分子进化具有重要的参考价值。本研究利用Codon W和CUSP软件分析了裸果木植物叶绿体基因组中50个候选基因的密码子使用偏好模式及其形成原因。研究结果显示裸果木叶绿体基因组的密码子碱基组成表现为GC₁>GC₂>GC₃,表明密码子偏爱以A和T结尾;G和C在密码子各位置中的占比较低,平均值为37.98%;有效密码子数(ENC)的平均值为47.55,表明密码子的偏好性较弱;中性绘图、ENC-plot、PR2-plot显示裸果木叶绿体基因组密码子使用偏好主要受突变和自然选择共同影响。另外,联合使用高频密码子和高表达密码子的方法共筛选出裸果木叶绿体基因组中均是由A和U结尾的最优密码子共14个。本研究深入探讨了裸果木叶绿体基因组的最优密码子及成因,可为旱生植物叶绿体基因组的应用与研究提供理论参考。     

黄芩叶绿体基因组重复序列及密码子偏好性分析

本研究应用REPuter、MISA和Codon W软件对黄芩叶绿体全基因组进行重复序列及密码子偏好性分析,统计了重复序列的数量及分布情况并计算了RSCU、氨基酸使用频率、ENC、GC3s以及GC总含量等一系列数值,确定了最优密码子。结果显示,黄芩叶绿体基因组重复序列多以正向重复(F)和回文重复(P)为主,且大多分布于LSC区;还检测到43个SSR大多分布于基因间隔区(IGS),单碱基重复序列最多占65.12%;由RSCU值及GC含量分析确定以UCU、UCA、AGU等31个密码子为最优密码子,几乎均以A/T结尾,使用频率最高的氨基酸是亮氨酸,最低的是半胱氨酸,ENC值为50.52,表明密码子偏好性较弱。研究结果为黄芩的分子标记的筛选提供了基础信息,并在其分子改造和遗传转化方面具有重要指导意义。     

永椿香槐叶绿体基因组密码子偏好性分析

为分析永椿香槐叶绿体基因组密码子偏好性使用模式,以永椿香槐叶绿体基因组中的40条蛋白质编码序列为研究对象,利用Codon W 1.4.2和CUSP在线软件对永椿香槐叶绿体基因组进行了中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot分析。结果表明,永椿香槐叶绿体基因组密码子不同位置上的GC含量依次是GC₁(46.33%)>GC₂(39.81%)>GC₃(29.58%),表明叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾;其ENC的范围为34.93～55.78,有27个ENC值>45,表明其密码子的偏好性较弱;RSCU>1的密码子中有29个以A、U结尾。中性分析显示,GC₁₂和GC₃的相关系数和回归系数分别为0.126 0和0.224 3,相关性不显著;ENC-plot分析显示ENC频数比值在-0.05～0.05间的有12个,这部分基因密码子偏好性主要受选择的影响;PR2-plot分析中,T>A、G>C,说明永椿香槐叶绿体基因组密码子偏好性受多种因素...     

29种桃金娘目物种psbA基因密码子偏好及聚类分析

为探究桃金娘目(Myrtales)物种psbA基因密码子使用偏好性,本研究从NCBI数据库获取29个桃金娘目物种的psb A基因的编码区序列,运用CodonW、EMBOSS和DAMBE软件获得基因碱基组成和密码子使用偏性的相关参数。29种桃金娘目物种psbA基因的ENC范围在39.532～43.104,CAI均值是0.310,GC含量均小于50%。psbA基因密码子中有25个偏好性较强的密码子;ENC-plot、中性绘图分析、奇偶偏差分析显示,密码子偏好主要受自然选择的影响。基于RSCU值和CDS序列的聚类中,桃金娘科的11个物种存在差异。桃金娘目物种psbA基因编码区在选择碱基时倾向于AT,对A/T结尾的密码子使用偏好更强。密码子整体偏好性不强,基因表达量不高。自然选择是影响桃金娘目物种psbA基因密码子偏好性的主要因素。烟草是进行基因功能验证的较合适受体,大肠杆菌适宜作异源表达载体。     

金花茶叶绿体基因组密码子偏好性分析

为揭示金花茶叶绿体基因组的密码子偏好性和相关指标变化,探讨适合金花茶叶绿体基因组表达的最佳密码子,本研究利用R语言和Codon W、Microsoft等软件,对金花茶叶绿体基因组中52个编码基因(coding sequence, CDS)的密码子使用模式进行了研究。结果表明,在金花茶叶绿体基因组中,同义密码子的使用偏好以A/U结尾,特别是以U结尾;有效密码子数(effective number of codon, ENC)均大于35,属于弱偏好性;密码子第3位的碱基组成同第1位和第2位存在显著差别,密码子第3位核苷酸的组成对密码子使用偏好性的影响较之其他位点更为重要;除自然选择之外,密码子偏好性还受到突变压力和核苷酸组成等因素的影响;共有16个密码子被鉴定为金花茶叶绿体基因组最优密码子。本研究为金花茶叶绿体基因组的遗传修饰和系统发育研究提供参考。