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.     

拟南芥及水稻转录因子MADS密码子的偏好性比较

大多数与花发育相关的功能基因属于MADS基因家族.应用CodonW的因子分析表明,拟南芥MADS转录因子家族偏好使用A、U结尾的密码子,而水稻MADS转录因子家族偏好使用G、C结尾的密码子.同时通过氨基酸序列的多重比对,表明密码子偏好性与氨基酸序列及二级结构之间存在关联,证实了不同的密码子编码的氨基酸位于蛋白质二级结构的特定位置.     

拟南芥和水稻转录因子WRKY同义密码子的偏好性分析

WRKY是植物特有的转录因子家族,主要参与植物的各种防卫反应,调节植物生长发育等。本文运用多元统计分析和相关分析等方法,对拟南芥和水稻WRKY基因的密码子用法进行了分析,发现两个物种WRKY基因的碱基组成不同,水稻基因在密码子第1、2和3位的GC含量均高于拟南芥,第3位差异最大。但两个物种的WRKY基因存在共同的进化趋势,即基因的GC3s逐步增大。对应分析结果显示,拟南芥WRKY基因的密码子使用偏好性受碱基组成等多种因素共同影响,水稻主要受碱基组成和基因表达水平两个因素的影响。最后确定了拟南芥和水稻WRKY基因家族的最优密码子,分别为11个和27个。研究结果为深入开展WRKY基因的进化、表达调控和提高该基因家族新成员预测的准确性等具有重要指导意义。     

人类1号染色体可变剪接与普通剪接基因同义密码子的使用分析Ⅱ.基因表达水平和基因长度与密码子使用偏爱

进一步研究基因表达水平和基因长度与密码子使用偏爱之间的关系.多变量统计分析发现,人类1号染色体选择性剪接基因和普通剪接基因密码子使用变化都呈现单一趋势,且它们之间的密码子使用模式也非常相似,推测的高表达基因确实偏爱以 C或G结尾的密码子,基因表达水平与密码子使用偏爱之间的关联也达到显著水平.因此,人类1号染色体高表达基因密码子的使用偏爱可能主要被翻译选择所决定.此外,基因长度与密码子偏爱水平之间也存在高度相关,说明相对较短的基因具有较高的密码子使用偏爱,翻译选择可能缩短了高表达基因的长度从而提高翻译效率.     

语言特殊性对翻译“可译度”的影响

语言特殊性通常被看做不可译,它虽给翻译带来不少障碍,但带有语言特殊性的源语言仍有不同程度的“可译度”。能影响翻译“可译度”的语言特殊性很多,本文只从两方面,即修辞如双关、回文和头韵和不同的字形特征进行论述。     

日粮不同能量水平对绵羊卵巢FSHR基因表达的影响

通过半定量RT-PCR的方法,检测日粮不同能量水平对绵羊卵巢组织中FSHR基因表达的影响,以期对提高绵羊的繁殖性状起到一定的指导意义。选择4～5月龄、体重相近的杂交母羔(道赛特♂×小尾寒羊♀)36只,随机分为3组,分别饲喂不同能量水平的日粮:中能量组日粮(10.33 MJ/d)、低能量组日粮(7.21 MJ/d)和高能量组日粮(13.49MJ/d),饲养40d后,屠宰取绵羊卵巢组织样进行试验。结果表明:高、低能量组FSHR基因的表达均低于中能量组,其中中能量组和低能量组差异极显著(P<0.01);中能量组与高能量组差异显著(P<0.05),高能量组与低能量组差异不显著(P>0.05)。     

影响伪狂犬病病毒同义密码子用法特点的因素分析

为了充分了解伪狂犬病病毒基因组结构和病毒进化机制,计算伪狂犬病病毒各基因(组)Nc值、RSCU值、GC3s含量和双核苷酸组成,分析伪狂犬痛病毒密码子用法特点.采用目前最普遍使用的多变量统计分析方法(对应分析)分析影响伪狂犬病病毒基因组同义密码子用法偏爱性的因素.结果表明:①在GC含量丰富的伪狂犬病病毒基因组中,所有基因都偏爱于以G或C结尾的密码子;②伪狂犬病病毒对CpG、CpC、GpC和GpG 4种双核苷酸具有显著偏爱性,而较少使用ApA、ApT、TpA和TpT 4种双核苷酸;③碱基组成限制、碱基突变压力、翻译选择和基因功能是形成伪狂犬病病毒密码子用法特点的4种因素.伪狂犬病病毒所有基因Nc-GC3s分布图显示有些基因如LLT ORF1、LLT ORF2等的偏向性完全是由于碱基的组成限制.GC3s-GC12s散点图则显示碱基突变和自然选择都是PRV密码子偏向性的形成因素.根据RSCU值进行的对应分析表明伪狂犬病病毒大多数基因密码子用法受基因表达水平和基因功能影响.综上所述,伪狂犬病病毒偏爱于G或C结尾的密码子,且碱基组成限制、碱基突变、翻译选择和基因功能是影响伪狂犬病病毒同义密码子用法特点的主要因素.     

不同氮肥水平对寒地水稻氮素利用的影响

通过田间试验的方法,研究了黑龙江省水稻主产区氮肥水平对氮素利用的影响。结果表明,水稻植株中氮含量以分蘖期最高,随着水稻生长发育的进行,植株氮含量逐渐降低;2个水稻品种的REN随N肥投入水平的增加,表现出先提高后下降的趋势,当N肥投入水平不断增大时,PEN表现出了逐渐下降的趋势。     

不同氮素水平对杂交水稻产量的影响

杂交水稻在中国的水稻生产中发挥着重要的作用,其播种面积占50%～55%,比常规稻增产20%～30%[1].在目前耕地面积逐年减少的趋势下,如何进一步发挥杂交水稻的优势,提高单位面积产量,是一项重要的研究课题.在诸多栽培因素中,肥料对产量起着主要作用,而在一定量磷、钾的基础上,氮是影响杂交水稻产量消长的主要因素[2].     

氮胁迫对水稻营养生长期氮代谢及相关基因表达量的影响

通过对水稻品种日本晴进行0、1h和1、3、7d的缺氮胁迫,以及缺氮7d后,恢复供氮生长2h和1d,研究氮素同化相关酶的基因表达及其活性的动态变化情况。结果表明:缺氮胁迫下,根部NH4+、NO3-含量显著下降。短期缺氮胁迫下,地上部NR1、NR2、NiR2、GS2、Fd-GOGAT、GDH2、GDH3以及根部NR1、NR2、GDH4的表达量均有增加;随着缺氮胁迫时间延长,上述基因的表达量均大幅下降。缺氮胁迫下,植株GS、Fd-GOGAT、地上部NR和根部NADH-GOGAT的活性下降,地上部NADPH-GDH活性增加,根部NR、GDH活性先增加后下降,地上部NiR活性先下降后增加。植株缺氮7d后,恢复供氮生长1d时,NR、NiR、GS、GOGAT、GDH的基因表达量及活性基本趋于恢复正常水平,部分基因表达量有所增加。     

Effect of the Flanking Sequence Architecture of Translation Initiation AUG Codon on Gene Expression Level in Rice

The relationship between the codon usage bias, gene expression level and the AUG context (from -20 to +6 positions relative to the initiator AUG codon) was examined in 541unigene sequences of rice. A significant correlation for CAI values (codon adaptation index) was observed at five nucleotide positions (-19, -18, -9, -4, +5), eight (-19, -18,-14, -9, -6, -4, -1, +5) for CPP (codon preference parameter), and seven (-18, -16, -15,-9, -7, -1, + 6) for mRNA abundance in the flanking sequence of the initiator AUG codon respectively, but a significantly positive correlation for both CAI and CPP at two positions (-4 and +5), indicating that both those positions are evolutionally under the natural selection constraint at the translational level. By site-directed mutagenesis at seven specific positions (-18, -16, -15, -9, -7, -1 and + 6) for allergenic protein that had the highest mRNA abundance in this study, its expression level decreased dramatically 63.3 and 72.5% respectively, indicating the importance of those 7 positions for gene expression. A highly positive correlation (r= 0.625, P＜ 0.01) between AUGCAI and GC content in the flanking sequence of the initiator AUG codon showed a more effective higher GC content on translation initiation efficiency. The strong preference for G or C at those 8 positions (-6, -5, -3, -2, -1, +4, +5 and +6) in the AUG context suggested that an important factor in modulation of the translation efficiency, as well as synonymous codon usage bias, particularly in highly expressed genes.     

水稻OsLEA2基因的克隆及表达分析

利用RT-PCR技术从水稻中克隆到OsLEA2的cDNA。序列分析表明,OsLEA2基因的读码框为312 bp,编码一个由103个氨基酸残基组成的蛋白,富含Ala、Lys、Glu、His、Val和Arg,不含Asn、Cys、Phe和Trp。OsLEA2蛋白的1～73位氨基酸残基形成LEA₁结构域。OsLEA2蛋白的二级结构有3个α-螺旋构象区域,没有伸展的β-片层构象,为亲水蛋白。进化树分析表明OsLEA2属于第4组LEA蛋白的4A亚组,OsLEA2与4A亚组LEA蛋白的氨基酸一致性为29%～45%。实时定量RT-PCR分析表明表明OsLEA2基因在水稻的不同生长发育时期的不同组织中都能表达,在完熟期的根和穗中,OsLEA2基因的表达明显升高。     

真菌漆酶基因的密码子偏好性分析

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,广泛地存在于各种植物和真菌中。研究使用Codon W和CUSP相关程序对18条真菌漆酶基因CDS序列的密码子使用情况进行分析,比较了真菌漆酶基因与枯草芽孢杆菌、大肠杆菌以及毕赤酵母的密码子偏好性。结果表明,真菌漆酶基因偏好使用以G/C结尾的密码子,29种偏好密码子(相对使用度(RSCU)1)中偏好性较强的密码子有ATC、CTC、CGC、GTC和TAG(RSCU≥1.5);聚类分析发现,AY450404.1和GU480806.1、XM_951846.2和XM_001228805.1及XM_001389488.2和XM_001818019.2聚为一类,与系统分类关系一致,其余都不一致;在密码子的使用频率上,真菌漆酶基因的密码子用法与枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和毕赤酵母的基因组密码子用法都有不同程度的偏好差异,其中与大肠杆菌的密码子用法差异最小,故大肠杆菌更适合作为真菌漆酶基因的外源表达宿主。如果要在上述几种表达系统中实现真菌漆酶基因的高效表达则需对真菌漆酶基因的部分密码子进行优化改造。     

应用基因芯片检测水稻基因表达的研究

了解水稻生长发育过程中不同器官中的基因表达情况,有助于理解水稻的生长发育机理,进而有助于指导水稻遗传育种.因此,采用寡核苷酸基因芯片对水稻孕穗期不同器官的基因表达进行检测和研究.     

扩增T-DNA插入位点侧翼序列的方法及其应用进展

T-DNA作为转化载体在植物分子生物学研究中得到广泛的应用。T-DNA插入位点侧翼序列的扩增方法有许多,常用的主要有热不对称交错PCR法（TAIL—PCR）、反向PCR法（I—PCR）和质粒挽救法（plasmid rescue）。笔者综述了这些方法的原理、优缺点和应用,为以T-DNA建立突变库研究植物功能基因组学提供新的途径。     

一个光敏色素B调控的水稻NBS-LRR基因的表达模式分析

利用水稻基因芯片比较野生型、phyA和phyB突变体受连续红光照射后的基因表达图谱,从中筛选到一个受光敏色素B(phyB)介导的红光信号特异诱导的、编码NBS-LRR类蛋白的基因,命名为PB-LRR(phyB-regulated NBS-LRR).为了揭示PB-LRR基因在水稻生长发育中的作用,对该基因表达的器官特异性...     

基因芯片技术在水稻研究中的应用

基因芯片是研究生物大分子功能的新技术,目前此技术已经广泛地应用到植物基因组研究中。本文对基因芯片技术在水稻的基因表达检测、特异性相关基因分离、生长发育研究、杂种优势预测、种子纯度检测以及转基因植株检测与鉴定等方面的应用情况进行了详细的综述。     

水稻中OsCRL4基因的克隆和表达分析

将已知的拟南芥细胞分裂素受体Cre1a序列的保守区输入Blast软件,得到5个与拟南芥Cre1基因具有同源性的基因,即OsCRL1a、OsCRL1b、OsCRL2、OsCRL3和OsCRL4.前面4个基因与拟南芥具有相似的结构,所以它们可能与拟南芥Cre1基因具有相似的功能;而OsCRL4 基因与拟南芥Cre1基因相比,只有一个关键的结构域相同.RT-PCR和GUS染色结果表明,OsCRL4的表达具有特异性,主要在侧根基部、根茎结合部表达,在茎、叶中不表达;该基因在水稻内起到类似细胞分裂素受体的作用.     

Loxp序列位置对基因表达的影响

【目的】先选用绿色荧光蛋白基因（egfp）作为试验基因构建loxp位点位于egfp基因上游或下游不同位置的表达结构,对loxp位点的位置对基因表达的影响进行初步分析。然后以植酸酶（phytase）基因为另一个试验基因对通过egfp基因得出的结果进行进一步验证。研究结果为开展通过基因打靶技术将外源基因与内源基因通过2A序列连接共表达的转基因动物制作中,打靶位点的选择提供可靠依据。【方法】先选择增强绿色荧光蛋白基因（egfp）为试验基因,红色荧光蛋白基因（dsred2）为内参基因。以pEGFP-N2、pGEM-5zf-loxp质粒为基础,构建了ploxp-EGFP（loxp序列位于egfp基因开放阅读框的Kozak序列上游的5′非翻译区）、pEGFP-loxp（loxp序列位于egfp基因开放阅读框的终止密码子下游的3′非翻译区）、ploxp-EGFP-loxp（egfp基因开放阅读框的Kozak序列上游5′非翻译区和终止密码子下游3′非翻译区各有一个loxp序列）。以pEGFP-N2质粒为对照质粒,以pDsRed2-N1为内参质粒,与所构建的egfp基因各表达质粒共转染PK15细胞,转染24h后在荧光显微镜下观察荧光表达情况,用荧光分析软件Image J进行荧光强度分析并记录荧光强度,进而应用SPSS19.0软件对各转染荧光表达情况进行分析,确定loxp序列的位置对基因表达的影响。为了对以egfp基因为试验基因所得到的结果进行进一步验证,本试验选择植酸酶（phytase基因）基因为试验基因,egfp基因为转染内参基因萤火虫荧光素酶基因（luciferase基因）为表达内参基因。以pIREsNEo、pGEM-5zf-loxp和pT-phytase、pGL4.13[luc2/SV40]质粒为基础。构建了p-SV40-luciferase-CMV-loxp-phytase（loxp序列位于phytase基因开放阅读框的Kozak序列上游的5′非翻译区）、p-SV40-luciferase-CMV-loxp-phytase-loxp（phytase基因开放阅读框的Kozak序列上游5′非翻译区和终止密码子下游3′非翻译区各有一个loxp序列）、p-SV40-luciferase-CMV-phytase-loxp（loxp序列位于phytase基因开放阅读框的终止密码子下游的3′非翻译区）和p-SV40-luciferase-CMV-phytase（phytase基因开放阅读框的上下游均无loxp序列）等试验质粒,以egfp基因(pEGFP-N2)为转染内参基因与所构建的各种phytase基因表达结构共转染PK15细胞,同时设置一个转pEGFP-N2+ pDsRed2-N1的空白对照。转染48h后在荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白基因表达情况,用荧光分析软件Image J进行荧光强度分析并记录荧光强度,应用SPSS19.0软件对各转染绿色荧光表达情况进行分析。同时应用钼蓝法测定各转染的植酸酶活性。应用萤火虫萤光素酶报告基因检测试剂盒检测各转染萤火虫荧光素酶活性。用SPSS19.0软件对各转染的植酸酶和萤火虫荧光素酶表达水平（活性）进行统计分析。【结果】试验中以dsred2为内参基因,对转染后每个转染的不同区域红色荧光强度平均值(代表各转染红色荧光蛋白的表达水平)进行统计分析表明egfp基因各结构每个转染的间红色荧光蛋白表达水平差异不显著,表明不同转染间排除了转染操作、质粒纯度、细胞活性等的差异对分析结果的影响,转染前质粒的电泳结果表明,各质粒间不同构象的质粒比例基本一致,这也基本排除了转染用质粒质量的差异对转染效果的影响,对各转染不同区域绿色荧光强度的平均值（代表各转染的egfp基因表达水平）进行的统计分析表明,同一结构不同转染间egfp基因表达水平差异不显著,不同结构的转染间存在差异,其中ploxp-EGFP和ploxp-EGFP-loxp结构转染中绿色荧光蛋白的表达水平显著低于pEGFP-loxp和pEGFP-N2,而pEGFP-loxp和pEGFP-N2转染间egfp基因间的表达差异不显著。这一结果初步说明loxp序列在外源基因开放阅读框下游时对基因表达水平没有影响,在外源基因开放阅读框上游时对基因表达呈负影响,为了进一步验证上述结果的可靠性,本研究以植酸酶基因作为另一试验基因,以萤火虫荧光素酶基因为表达内参基因,以egfp基因为转染内参基因再次进行了验证,验证试验得到了相似的结果。【结论】开展通过基因打靶技术将外源基因与内源基因通过2A序列连接,实现外源基因和内源基因共表达的转基因动物制作研究中,以Cre/loxp系统作为报告基因删除工具时,则内源基因的下游为最佳的打靶位点。     

细胞质雄性不育特性对eui基因表达的影响

选取水稻协青早遗传背景的6个等基因系为试材,通过测量供试植株的节间长度、测定幼穗和剑叶中的GA1含量,探索细胞质负效应对eui基因表达的影响。结果表明:野败细胞质基因显著抑制了水稻最上节间的伸长,导致不育系XA产生严重包穗。eui1和eui2被导入不育系后,育成的XeA1和XeA2在水稻幼穗中的GA1含量分别是XA的8.7倍和2.5倍,部分补偿了不育系水稻赤霉素的亏缺,诱导了第1节间的显著伸长,从而减轻或消除了不育系的包穗。eui1不育系对GA3的响应比Eui和eui2不育系更敏感。eui基因的表达在一定程度上补偿了野败胞质基因对水稻第1节间伸长的负效应。