鸡Z染色体基因表达的密码子偏性

从NCBI数据库(http:∥www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/mapview/map)下载鸡Z染色体上全部基因完整的cDNA,最终共有626个基因的CDS序列纳入统计分析.使用CodonW(1.4.2)进行密码子偏性分析,确定了CGG、AGC、UGC等26个密码子为Z染色体基因表达的"最优"密码子.对应分析表明,影响鸡Z染色体基因表达的密码子偏性的主要因素分别为GC3s、基因的表达丰度、GC含量、CDS长度及氨基酸的疏水性.鸡Z染色体基因表达的密码子用法受到了核苷酸组成偏好的显著影响,这种核苷酸组成偏好很可能是突变偏畸、固定偏畸及基因转换导致的.对于鸡这种群体有效规模较大的群体,密码子的偏性更有可能是核苷酸组成偏好及选择等因素综合作用的结果.     

山核桃FLOWERING LOCUST同源基因的克隆与序列分析

根据不同植物FLOWERING LOCUST（FT）同源基因序列的保守区,设计合成1对长度为18bp的PCR简并引物,以山核桃基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增出长度为152bp的DNA片段,克隆到pMD19-T载体上。测序及序列分析结果表明,扩增所获得的片段序列为FT基因第四外显子部分序列,不含内含子,推测共编码50个氨基酸;其序列在GenBank中注册号为FJ858260．1,同源性比对结果表明,其氨基酸序列与其他植物FT基因的同源性高达88％～96％。     

红麻线粒体基因NAD3和COB的RNA编辑与表达分析

以红麻细胞质线粒体近等基因系UG93A(不育系)、UG93B(保持系)及UG93A×福红992(恢复系)的F1代为材料,研究花药线粒体基因NAD3和COB的转录与表达。结果发现,在3种供试材料中,基因NAD3的CDS区在DNA水平和RNA编辑水平上均无差异;不育系与保持系的COB基因DNA编码序列无差异,但在RNA水平上发生了编辑,8个位点的编辑均发生于密码子的第一或第二位碱基,且导致氨基酸种类变化,主要为亲水性氨基酸转变为疏水性氨基酸;COB基因在UG93A中的RNA编辑频率低于UG93B;NAD3和COB基因在3种材料中的转录本大小基本相同,但在表达水平上表现为不育系显著低于保持系和F1代。由此推测NAD3和COB基因在红麻花药发育过程中有着重要的作用。     

小麦NBS类序列的分离与特征分析

[目的]获得小麦近等基因系TcLr24中NBS类抗病基因同源序列。[方法]利用已克隆植物抗病基因NBS序列中的保守结构＂P-loop＂和＂GLPL＂合成简并引物,以小麦近等基因系TcLr24基因组DNA为模板进行PCR扩增。[结果]得到13条具有连续ORF的抗病基因类似物序列,包括P-loop、Kinase-2、Kinase-3a、GLPL抗病基因所共有的保守结构,相应推测的氨基酸序列间的相似性系数在36.1%～98.3%,同时对分离的RGAs的氨基酸序列和5个已克隆植物NBS的氨基酸序列进行聚类分析表明,与Xa1、RPS2亲缘关系较近,而与Lr21亲缘关系较远。[结论]TcLr24中NBS类RGAs可能会有与Lr21不同机制的抗病功能。     

Comparative analysis of flower-meristem-identity gene APETALA2 (AP2) codon in different plant species

The flower-meristem-identity gene APETALA2(AP2), one of class-A genes, is involved in the establishment of the floral meristem and the forming of sepals and petals. Codon usage bias(CUB) identifies differences among species, meanwhile dynamic analysis of base composition can identify the molecular mechanisms and evolutionary relationships of a specific gene. In this study, eight coding sequences(CDS) of AP2 gene were selected from different plant species using the Gen Bank database. Their nucleotide composition(GC content), genetic index, relative synonymous codon usage(RSCU) and relative codon usage bias(RCUB) were calculated with R Software to compare codon bias and base composition dynamics of AP2 gene codon usage patterns in different plant species. The results showed that the usage of AP2 gene codons from different plant species were influened by GC bias, especially GC3 s. Overall, base composition analysis indicated that the usage frequency of codon AT in the gene coding sequence was higher than GC among AP2 gene CDS from different plant species. Furthermore, most AP2 gene CDSs ended with AT; AGA, GCU and UGU had relatively high RSCU values as the most dominant codon; the usage characteristic of the AP2 gene codon in Malus domestica was similar to that of Vitis vinifera; Paeonia lactiflora was similar to Paeonia suffruticosa and Solanum lycopersicum was similar to Petunia×hybrida. There was a moderate preference in the usage of AP2 gene codon among different plant species from relatively low frequency of optimal codon(Fop) values and high effective number of codons(ENC) value. This study has revealed the usage characteristics of the AP2 gene codon from the comparision of AP2 gene codon preference and base dynamics in different plant species and provide a platform for further study towards transgenic engineering and codon optimization.     

文心兰叶绿体基因组密码子使用的相关分析

通过对文心兰叶绿体基因组全序列密码子的研究,利用Mobyle在线软件分析了文心兰叶绿体42个基因密码子的使用模式。结果表明,文心兰叶绿体基因组密码子GC3含量为28.59%,明显低于GC1和GC2含量,说明密码子第3位富含AT。GC1与GC2极显著相关(r=0.572**),GC3与GC1(r=-0.051)和GC2(r=-0.08)均未达到显著水平。对应性分析表明第一向量轴上基因的位置坐标与该基因的表达水平(CAI)极显著负相关(r=-0.556**),与GC3和ENC的相关系数分别为0.025和0.281,均未达到显著水平;GC含量与ENC、CAI以及第一向量轴上基因位置坐标的相关系数分别为0.228、0.381*和-0.354*。将高表达优越密码子分析法和高频密码子分析法相结合,确定了17个为文心兰叶绿体基因组的最优密码子。     

不同种类柑橘的密码子用法分析

采用高频密码子分析法,对甜橙Citrus sinensis、温州蜜柑C．unshiu、葡萄柚C．paradisi和柠檬C.limon等4种柑橘的蛋白质编码基因序列（eodon DNA sequence,CDS）进行了分析,计算出了柑橘同义密码子相对使用频率（relative frequency of synonymous codon,RFSC）,确定出了4种柑橘的高频率密码子,发现不同种类柑橘偏爱密码子稍有差别．     

猪Claudin家族基因密码子使用偏好性分析

猪流行性腹泻病毒(PEDV)可通过感染猪肠道上皮细胞引起仔猪腹泻。紧密连接蛋白是肠道黏膜屏障的重要组成部分,而Claudin家族作为重要的紧密连接蛋白之一,是组成肠道黏膜屏障完整性、决定肠道通透性的重要蛋白分子。研究密码子的使用特性有助于进一步了解某一特定基因的分子机制和进化关系。为了揭示Claudin家族基因密码子使用模式,本研究对Claudin家族22个基因编码序列进行分析,利用CodonW和在线网站EMBOSS Explore计算核苷酸组成、相对同义密码子使用度(RSCU)和密码子使用偏性参数,同时分析了Claudin家族基因密码子使用偏好性的影响因素。结果表明:Claudin家族基因主要偏好以G/C结尾的密码子;RSCU值分析发现,11个密码子CUG、AUC、GUG、UCC、CCC、ACC、GCC、CAG、CGC、CGG、GGC偏好性较强,为优势密码子;聚类结果显示,Claudin-3和Claudin-4较为接近,Claudin-10和Claudin-11较为接近;此外,Claudin家族基因密码子偏好性主要受到突变压力影响。分析Claudin家族基因密码子使用模式,旨在揭示这些基因之间的遗传和进化关系,为今后从密码子优化途径提高外源基因的表达水平提供一定的理论依据。     

Synonymous codon usage pattern in model legume Medicago truncatula

Synonymous codon usage pattern presumably reflects gene expression optimization as a result of molecular evolution. Though much attention has been paid to various model organisms ranging from prokaryotes to eukaryotes, codon usage has yet been extensively investigated for model legume Medicago truncatula. In present study, 39 531 available coding sequences (CDSs) from M. truncatula were examined for codon usage bias (CUB). Based on analyses including neutrality plots, effective number of codons plots, and correlations between optimal codons frequency and codon adaptation index, we conclude that natural selection is a major driving force in M. truncatula CUB. We have identified 30 optimal codons encoding 18 amino acids based on relative synonymous codon usage. These optimal codons characteristically end with A or T, except for AGG and TTG encoding arginine and leucine respectively. Optimal codon usage is positively correlated with the GC content at three nucleotide positions of codons and the GC content of CDSs. The abundance of expressed sequence tag is a proxy for gene expression intensity in the legume, but has no relatedness with either CDS length or GC content. Collectively, we unravel the synonymous codon usage pattern in M. truncatula, which may serve as the valuable information on genetic engineering of the model legume and forage crop.     

花生种皮中一种NBS类抗病基因的克隆与序列分析

利用植物抗病基因核苷酸结合位点（NBS）的保守区设计一对特异引物,以抗、感黄曲霉病花生品种J11和金花1012的种皮基因组DNA和RNA为材料进行DNA-PCR和RT-PCR扩增,经克隆、测序,得到一条504 bp的目的片段pnbs1,在GenBank上的登录号为GQ199610。Blast和Blastx分析发现pnbs1核苷酸序列与C8V1G10F抗性蛋白的核苷酸序列的同源性为89%,与抗性蛋白PLTR的氨基酸序列同源性为59%。该片段的氨基酸序列中含有抗病基因NBS区域的3个保守模体：GPGGVGKTT、KKFFIVLDDVW和STILLTTR,推测pnbs1可能是花生NBS类抗性基因的核心区域。     

不同生态型拟南芥FLC基因的序列分析

[目的]对拟南芥春化作用相关基因FLC的序列分析。[方法]先期经过对拟南芥自然群体的春化反应的QTL分析,发现拟南芥5号染色体上有一个与开花有关的QTL,本实验就是运用序列分析确定它与FLC基因是否具有同源性。[结果]意大利拟南芥与瑞典拟南芥在第27位、第461位、第501位、第638位、第738位、第884位碱基上不同。虽然这些碱基有所不同,但是密码子编码出来的第9个氨基酸、第167个氨基酸、第246个氨基酸,由于密码子的简并性,编码的蛋白质均相同。[结论]拟南芥具有丰富的遗传多样性,其FLC基因序列长度高度保守、碱基变异位点丰富密码子的简并性它们均编码同一种氨基酸对拟南芥生长没有影响。这表明拟南芥的基因序列会受到环境的影响。     

辣椒抗病基因同源序列的克隆与分析

 【目的】利用同源序列法分离辣椒抗病基因同源序列。【方法】根据已知植物抗病基因的NBS-LRR保守结构域设计简并引物,以辣椒品系PR205基因组DNA为模板对抗病基因同源序列进行扩增。【结果】获得了25个抗病基因同源序列（resistance gene analogs,RGAs）,聚类分析将其分为7个不同的类别。由其核酸序列推导的氨基酸序列与Mi-1.2、prf、Hero、I2C-1、RPM1基因相应区域的同源性为27.4%～98.2%。其中RGA-p20与Mi-1.2 基因的核苷酸和氨基酸序列相似性均达到99%,确认RGA-p20为抗根结线虫基因的一部分,即辣椒中也含有与Mi基因同源的根结线虫抗性基因。【结论】本研究在辣椒品系PR205中获得了抗病基因同源序列,为辣椒抗病基因的克隆奠定了基础。     

茶树脂肪氧合酶(LOX)基因家族成员的分子进化及密码子偏好性分析

脂肪氧合酶(lipoxygenase,LOX,EC 1.13.11.12)是一类含有铁离子的血红素双加氧酶,专一催化多元不饱和脂肪酸加氧反应。基于茶树基因组数据,对筛选获得的12个LOX基因家族成员的分子特性、进化规律及密码子偏好性进行分析归纳。理化性质检测结果表明,茶树LOX家族成员中以Cs LOX6的开放阅读框(open reading frame,ORFs)最长(2 778 bp),编码925个氨基酸,蛋白分子量为104.5 k Da。通过氨基酸序列同源比对,构建茶树LOX基因家族成员与26个物种(均系双子叶植物纲)的37个LOX基因的系统发育进化树,结果发现,茶树LOX基因家族成员可被分为9-LOX亚族(5个)、13-LOX TypeⅠ亚类(5个)及13-LOX TypeⅡ亚类(2个),但13-LOX TypeⅡ亚类中的Cs LOX5基因,并不具有转运肽(transit peptide)前导序列。对茶树基因组LOX家族成员基因密码子相对偏好使用度(relative synonymous codon usage,RSCU)及偏好性参数进行分析,结果表明:茶树LOX基因家族成员存在着4个密码子在编码基因上被高频率选用,9个密码子被低频率选用;茶树LOX基因家族成员的密码子选用偏好性普遍较弱,并偏好以A/T作为结尾。此外,以最近邻元素法(Neighbor-Joining,NJ)对密码子RSCU值进行聚类分析,结果发现,RSCU值的聚类与以编码序列(coding sequences,CDS)构建的系统发育进化树之间,在Cs LOX10基因的聚类上存在差异。     

基因密码子与互补密码子使用的相关分析

遗传密码是基因与蛋白质进行信息对接的桥梁,研究不同进化阶层生物的密码子与互补密码子的使用规律是揭示物种进化的一种重要途径.为了阐明不同生物和细胞器基因密码子与互补密码子使用之间的内在联系及其在进化中的意义,作者选取了44种细胞生物、16种病毒、40种线粒体和20种叶绿体的基因密码子与互补密码子数据,并进行关联分析.结果显示:(1)无论是古细菌,真细菌,病毒,真核生物还是两类细胞器,它们的密码子与互补密码子的使用频率大多表现为显著或极显著正相关;(2)不同生物和细胞器基因密码子与互补密码子使用频率之间相关程度也存在明显的异质性.细胞生物和两类细胞器基因密码子与互补密码子使用的高度一致性反映了它们可能具有共同的起源,显著的异质性则反映了它们分别经历了不同的进化选择压力.密码子与互补密码子的使用相关程度不仅能被用作为测量物种进化过程中所经历选择压力的指标,而且也能被用作为碱基摆动和修饰的指示器.此外,文中还对生物进化早期存在DNA双链同时具有编码基因功能的可能性进行了讨论.     

罗氏沼虾转录组密码子使用偏好性分析

以罗氏沼虾转录组数据为数据来源,通过研究罗氏沼虾转录组的密码子使用参数(如有效密码子的数量和相关密码子碱基的具体组成信息等),并且采用Codon W 1.4.4深入开展了统计和计算。研究结果显示,同义密码子第三位核苷酸和表达基因密码子GC含量均值分别为0.40和0.45。从整体上看,ENC的平均值等于52.72,其中绝大部分的ENC值小于35。采用高频密码子的研究方法获得GAU、GAA、UUU、AAU、CCA等5个高频密码子。通过最优码子分析法确定16个最优密码子,编码10个氨基酸,最优密码子除UUG外均以A/T结尾。而且把它和大肠杆菌、酵母、果蝇以及人类等6种生物的密码子使用频率开展比较,结果表明,与大肠杆菌和果蝇存在较大差异,而与酵母最为接近。研究结果可为罗氏沼虾功能基因和分子育种等提供理论基础。     

绿豆NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆与分析

根据已知的拟南芥 S PR2基因、烟草抗花叶病毒 N 基因、亚麻 L6基因等 NBS-LRR抗病类基因（RGAs）保守序列设计引物,从野生绿豆基因组DNA 中分离得到了1条515 bp大小的目的片段,并命名为FGV-1（GenBank登录号为KF021265）。经BLAST分析表明,分离的绿豆RGAs与已报道的大豆、豇豆、芸豆等植物的RGAs有较高的同源性。通过对其编码的氨基酸序列分析表明, FGV-1基因翻译的氨基酸序列中含有植物抗病基因NBS-LRR区域的4个保守结构：GMGGVGKTT 、LILDDVD、GSRVIVTTRD及GLPLA ,推测FGV-1可能是绿豆NBS-LRR类抗性基因的核心区域。绿豆RGAs的分离将为进一步从绿豆中分离功能性抗病基因打下基础,也为研究绿豆种质资源的起源与进化提供借鉴。     

2种豆象线粒体COX1和12SrRNA基因序列的克隆分析

分别提取银合欢豆象和合欢豆象的基因组,对其COX1和12 S rRNA基因进行测序分析。结果表明：2种豆象的COX1和12 S rRNA基因A、T含量较丰富;碱基C和T间有最高的转换率;偏向使用以A或T结尾的密码子;银合欢豆象与合欢豆象进化距离较远,与A．oblongoguttatus进化距离最近,合欢豆象与多型豆象属聚在一个大的分支上。     

Study on Mutations in ALS for Resistance to Tribenuron-Methyl in Galium aparine L.

In recent years,Galium aparine L.has not been controlled by tribenuron-methyl in major Chinese winter wheat fields.The objective of this study is to understand the molecular basis of the resistance mechanism to tribenuron-methyl in G.aparine and to find the specific mutation sites in amino acid sequence of acetolactate synthase(ALS)in the resistant biotype of G.aparine.Fragments that encode the ALS were amplified and cloned from susceptible(S)and resistant(R)biotypes of G.aparine to tribenuron-methyl and sequenced subsequently.The result showed that the nucleotide sequence of Rbiotype of G.aparine differed from that of the S biotype with three amino acid substitutions,of which,the amino acid substitution of Trp574(TGG)to Gly(GGG)is located in the highly conserved region Domain B.The substitution of Trp574might be responsible for the resistance to tribenuron-methyl in the R-biotype of G.aparine.     

梨同义密码子用法的初步分析

生物体内密码子使用偏性对外源基因表达存在较大影响。本研究采用CodonW软件和高频密码子分析法,对白梨(Pyrus bretschneideri Rehd)、西洋梨(Pyrus communis Linn)、砂梨(Pyrus pyrifolia Nakai)、秋子梨(Pyrusussuriensis Maxim)4种梨蛋白质编码基因序列(Codon DNA sequence,CDS)进行了同义密码子相对使用频率(relativefrequency of synonymous,RFSC)分析,确定了梨高频密码子共23个,结果同时显示梨不同种之间在密码子使用上具有较高的一致性。     

高等植物RNA编辑的研究进展

RNA编辑被认为是生命体一种新的基因加工与修饰现象,通过改变单个核苷酸使得转录的成熟RNA与模板DNA的编码序列不完全一致。RNA编辑普遍存在于陆生植物中,是高等植物线粒体和叶绿体产生功能蛋白的重要方式,本文重点概述了高等植物RNA编辑的研究进展,并对研究中有待解决的问题进行了展望。