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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
原晓龙 王毅 罗婷 李云琴 毕玮 陈伟 李江
【目的】比较思茅松Pinus kesiya var. langbianensis和云南松P. yunnanensis转录组中表达基因的密码子使用模式，为运用基因工程技术改造密码子实现思茅松基因异源表达提供理论依据。【方法】利用Codon W 1.4.2软件分析思茅松不同组织和云南松转录组密码子碱基组成，同时统计和计算其他相关参数，推断其最优密码子并将其与其他物种的密码子使用频率进行比较。【结果】在云南松和思茅松根转录组密码子的碱基组成方面，云南松为GC12(0.50)> GC3s(0.47)，思茅松根为GC12(0.51)> GC3s(0.32)；在思茅松不同组织转录组的碱基组成方面，高产脂树皮为GC12(0.49)> GC3s(0.45)，低产脂树皮为GC12(0.50)> GC3s(0.41)，说明云南松和思茅松不同组织转录组的密码子在第3位上均偏好以AU结尾；它们的CAI值相较于被子植物均较低，这些均说明云南松和思茅松不同组织转录组密码子的偏好性均较弱；且其中性绘图分析和ENC-plot分析说明它们的使用模式均主要受到选择压力的影响；最优密码子分析显示云南松和思茅松根的最优密码子差异较小。通过对思茅松、拟南芥、构巢曲霉、酵母、毛果杨和云南松的密码子使用频率进行比较，发现思茅松与云南松转录组的密码子偏好性极为相似，与构巢曲霉和拟南芥的相对接近，说明构巢曲霉真核表达系统更适合思茅松基因的异源表达。【结论】思茅松和云南松转录组编码序列的密码子使用偏性以选择影响为主，是多种因素共同作用的结果，构巢曲霉是思茅松基因异源表达的最佳表达受体。该结论为今后开展思茅松转基因育种、特定基因的异源表达和生物合成中提高外源基因表达效率提供了理论基础和参考依据。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
肖明昆 严炜 熊贤坤 沈绍斌 宋记明 易怀锋 张林辉
【目的】为明确云南樟叶绿体基因组密码子使用模式及其成因，确定最优密码子并为其遗传改良提供理论基础。【方法】利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP等对云南樟叶绿体基因组中的52条基因编码子序列密码进行分析。【结果】云南樟的ENC值在36.82～57.85之间，表明云南樟叶绿体基因组的密码子偏好性较弱。密码子不同位置上的GC含量表现为GC1(47.61%)> GC2(40.28%)> GC3(30.67%)，且RSCU> 1的密码子有31个，其中有29个以A或U结尾，表明密码子偏好以A或U结尾。中性绘图分析结果显示，GC12与GC3的相关系数为0.040，表明两者相关性不显著。ENC-plot分析表明，基因ENC比值大多数分布在-0.05～0.05区间外，即大部分基因ENC值与预期值差距较大。说明密码子偏好性更多受到选择的影响。PR2-plot分析表明，云南樟叶绿体基因组中的绝大多数基因分布在PR2图的中心点偏右下位置，说明选择是云南樟叶绿体基因组密码子偏好性的关键影响因素。通过构建高低基因表达库，结合高频及高表达密码子最终确定云南樟叶绿体基因组最优密码子12个，分别为，UUA、UCU、ACA、UAU、GCU、UAG、CAA、AAA、GAU、GAA、CGA、AGA，其中，11个以A或U结尾。【结论】云南樟叶绿体基因组的密码子偏好性比较弱，偏好以A或U结尾的密码子。密码子的使用偏好性主要受到选择的影响。研究结果可为云南樟叶绿体基因工程、种源鉴定提供科学依据。
[期刊] 林业科学
[作者]
朱沛煌 陈妤 朱灵芝 李荣 季孔庶
【目的】异源表达是植物蛋白功能验证和分子育种的重要手段,而密码子是异源基因高效表达的重要因素,对马尾松转录组基因编码区密码子偏好性分析可以为马尾松分子育种提供一定的理论支持。【方法】利用CodonW、EMBOSS密码子分析软件对马尾松转录组进行密码子参数分析和密码子偏好性分析,根据中性绘图、ENc-GC3s、偏倚性分析推测马尾松密码子偏好性的主要形成原因。通过比较高低表达基因样本同义密码子相对使用度(RSCU)筛选马尾松最优密码子,通过密码子使用频率比值分析马尾松与拟南芥、烟草、欧洲山杨、大肠杆菌、酿酒酵母的密码子偏好性差异。【结果】马尾松转录组编码序列(CDS)密码子平均GC含量为44. 95%,密码子第3位GC含量为38. 95%,尤为偏好A/T。高、低表达基因样本统计分析表明,马尾松转录组RSCU差异较小,筛选出TTA、CAA、TGT、GGT等27个密码子可作为马尾松的最优密码子。中性绘图、ENc-GC3s关联分析以及偏倚分析表明,马尾松密码子偏好性的形成可能主要受突变影响,其次受自然选择等多重因素共同影响。密码子使用频率分析表明马尾松密码子偏好性与烟草、拟南芥和欧洲山杨相比差异较小,与大肠杆菌差异最大,与酿酒酵母差异小于大肠杆菌。【结论】马尾松偏好第3位为A/T的密码子,筛选出27个最优密码子,其中25个密码子第3位为A/T。马尾松密码子使用偏好性形成主要受突变影响,其次受自然选择等多重因素共同影响。烟草可以作为马尾松基因异源表达的优选植物生物体,而微生物中酿酒酵母可能优于大肠杆菌。
关键词：
马尾松 转录组 密码子使用偏好性
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李江飞 王瑜 颜廷雨 汪啟波 陈诗 蔡年辉 许玉兰 唐红燕
【目的】为了解云南油杉叶绿体基因密码子的偏好性使用模式。以云南油杉叶绿体基因组密码子为研究对象，筛选出41条蛋白编码序列，进行密码子偏好性分析，进一步揭示密码子组成特点及影响密码子偏好的因素，确定其最优密码子，为云南油杉开展叶绿体基因工程提供理论依据。【方法】利用Codon W 1.4.2和CUSP在线软件对云南油杉叶绿体基因密码子进行了中性绘图分析、ENC-plot、PR2-plot分析和对应性分析，分析密码子偏好性的影响因素，并从中得到最优密码子。【结果】云南油杉叶绿体基因组密码子不同位置上的GC含量依次是GC_1(49.65%)> GC_2(40.66%)> GC_3(29.79%)，表明其叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾；叶绿体基因组中大部分编码基因的ENC值> 45；可推断出其密码子的偏性较弱。GC_(12)和GC_3的相关系数和回归系数分别为-0.208和-0.206，相关性不显著；ENC频数比值分布在-0.05～0.05间的有21个，这部分基因密码子偏好性主要受突变的影响；云南油杉叶绿体基因组中大部分基因分布在PR2平面图的右下方，即T>A、G> C；说明在云南油杉叶绿体基因组密码子使用模式上，其偏好性更多地受到选择影响，同时亦受到突变因素的影响。对应性分析发现，第1轴存在16.57%的差异，为主要影响因素，与ENC、GC3相关系数为0.097、0.142，均无显著相关关系。最终UUA、CUU、AUU等15个密码子被确定为云南油杉叶绿体基因组的最优密码子。【结论】云南油杉叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾，其密码子偏好性在受到选择影响的同时亦受到突变因素的影响。该结果可为今后开展云南油杉叶绿体基因工程、遗传多样性分析、种源鉴定等研究提供参考依据，同时也为油杉属叶绿体基因组进化机制研究提供理论基础。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
苏少锋 赵一萍 白东义 任秀娟 赵若阳 陶克涛 宋海燕 芒来
为了解马TBX3基因的密码子使用特性,为选择该基因最佳的受体以及合适的异源表达系统提供依据,利用CHIPS、CUSP、Codon W等软件对NCBI公布的马TBX3基因(GenBank登录号为XM_014742147.1)的密码子使用情况进行分析,并将其与马的10个肢体生长和肢体形态形成相关基因、模式生物基因组以及其他物种TBX3基因进行比较。结果表明:马TBX3基因偏好使用G/C结尾的密码子,存在19种偏好使用的密码子(RSCU>1.20),其中:GCC、CTG、AGC和GTG偏好性较强(RSCU>2.00);10个马相关基因在20种偏好密码子中偏好性较强的只有CTG,17种密码子偏好G/C结尾;通过比较30种动物的TBX3基因密码子偏好性,发现其TBX3基因表达水平一般,并且密码子偏好G/C结尾;基于RSCU值和CDS序列的聚类分析发现,奇蹄目的家马与食肉目的家猫、北极熊聚在一起,可见系统进化树更接近这30个物种的真实系统分类;在密码子的使用频率上,小鼠更适合作为马TBX3基因的外源表达宿主。本研究可为TBX3基因在动物遗传育种改良中选择适合的宿主动物、筛选最佳的外源表达系统以及提高其表达水平提供依据。
关键词：
马 TBX3基因 密码子偏好性 聚类分析
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
覃兴化 张麒功 汪其双 林协全 黄思琦 邹双全 邹小兴
分析栀子叶绿体基因组密码子的偏好性并探讨其主要影响因素，为栀子叶绿体基因组研究及其遗传改良提供参考依据。利用Codon W1.4.2、CUSP和SPSS 20.0软件统计和计算密码子的碱基含量，分析密码子使用模式。结果表明：栀子叶绿体基因组密码子第3位GC含量(GC3)为28.44%,低于第1(GC1)、2位GC含量(GC2),GC1和GC2分别为47.33%、39.56%;有效密码子数(ENC)为36.78～56.95,平均值为47.42;ENC与GC1、GC2之间的相关性均不显著，与GC3之间呈极显著正相关，相关系数为0.356;GC1和GC2的平均值(GC12)与GC3之间的相关性不显著，相关系数为0.102;45.45%基因的ENC比值频数为0.0～0.1;结合高频及高表达密码子分析结果，最终确定UUU、UUA、UUG等19个密码子为栀子叶绿体基因组的最优密码子。综合分析显示，栀子叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A或U结尾，偏好性弱，其密码子偏好性主要受自然环境选择和突变因素的影响，是多因素共同作用的结果。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
辛雅萱 黎若竹 李鑫 陈丽琼 唐军荣 屈亚亚 杨琳懿 辛培尧 李云芳
【目的】为了明确杧果叶绿体基因组密码子的使用模式,以筛选到的51条CDS蛋白质编码序列为研究对象,进行密码子偏好性分析和对应性分析。同时揭示密码子偏性的影响因素,找出最优密码子,为杧果基因组研究及其遗传改良提供理论基础。【方法】使用CodonW 1.4.2和EMBOSS软件对杧果密码子进行组成分析,获得GC、ENC、RSCU等参数,再进行中性绘图分析、ENC-plot分析以及PR2-plot分析,探究影响密码子使用偏性形成的主要因素,最终获得最优密码子。【结果】1)杧果叶绿体基因组密码子不同碱基位置的GC含量排序分别为GC1(47.25%)> GC2(39.74%)> GC3(29.31%),表明杧果密码子偏好使用以A或T结尾的碱基;2)中性绘图分析中,GC12和GC3的相关系数为0.137,可见这两者的相关性并不显著,说明密码子第3个位置上的碱基可能与前两个位置上的碱基构成不同;3)ENC-plot绘图分析中,大部分基因都离标准曲线有一定距离,表示ENC实际值与ENC预期值之间有一定的差异,说明这些密码子偏好性更多受到选择的影响;4)PR2-plot绘图分析显示,平面图内杧果密码子基因大部分分布在右下方,说明密码子第3位碱基的使用具有偏好性,且各碱基使用频率表现为T高于A、G高于C;5)最终筛选出AGU、UUG、CUU、CAA等17个密码子为最优密码子,其中多数以A或U结尾。【结论】杧果密码子同时受到突变和选择的影响,但更多的是受到选择的作用。通过研究杧果叶绿体基因组密码子使用偏好性特征,探究其密码子偏性的影响因素,找出最优密码子,为杧果基因组水平上的应用和研究提供数据支撑。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
丁锐 胡兵 宗小雁 韩辰阳 张丽杰 陈旭辉
[目的 ]分析杓兰叶绿体基因组密码子的使用偏好性,探究影响杓兰叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素,为兰科叶绿体基因组学研究提供参考。[方法 ]从NCBI数据库中下载完整的杓兰叶绿体基因组序列并进行蛋白编码序列筛选,利用EMBOSS在线程序计算各基因及密码子的GC含量,利用CodonW软件计算各基因的氨基酸长度(Laa)、有效密码子数(ENC)、同义密码子相对使用度(RSCU)、最优密码子使用频率(FOP)及各基因密码子的第3核苷酸碱基含量,利用SPSS软件分析各指标之间的相关性,利用Origin软件绘图。[结果 ]杓兰叶绿体基因组编码序列的密码子第3位碱基富含A和T,GC含量仅为29%,ENC值介于37.92～61.00之间,密码子偏好性不强,ENC与GC_2及GC_3均呈极显著相关。RSCU值大于1的密码子有34个,其中,29个以U或A结尾。ENC-plot分析、PR2-plot分析及中性绘图分析表明:影响杓兰叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素为自然选择。对应性分析结果表明:编码光合系统蛋白基因的密码子具有相似的使用模式,编码其它类型基因的密码子则具有不同的使用模式,并最终筛选出最优密码子16个。[结论 ]本研究明确了自然选择是影响杓兰叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素,并筛选出杓兰叶绿体基因的最优密码子,研究结果能够对兰科系统发育及叶绿体基因组密码子进化研究提供参考。
关键词：
杓兰 叶绿体基因组 密码子偏好性 兰科
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
黄笑宇 许在恩 郭小勤
密码子使用偏好性是物种在遗传信息传递过程中的一个重要特点,分析物种的密码子使用偏好性对于了解该物种遗传信息的传递规律具有重要意义。应用Codon W软件对毛竹Phyllostachys edulis基因组中的26 103个蛋白质编码基因序列进行了分析,计算了位于密码子3个位置的G+C含量、有效密码子数、同义密码子的使用频率等,确定了毛竹的最优密码子。结果显示:毛竹密码子第1位和第3位的G+C含量明显高于第2位,表现出对以G或C碱基开头和结尾的密码子发生强烈偏向使用,且确定的26种最优密码子均以G/C碱基结
关键词：
植物学 毛竹 密码子偏好性 最优密码子
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
黄长兵 沈萍 侯哲
基于15种蔷薇属叶绿体全基因组图谱，筛选其matK基因并对其密码子偏好性进行分析。结果表明：(1)GC_1、GC_2、GC_3的平均值分别为39.09、31.75、27.98,密码子第1位的GC含量最高，第3位的GC含量最低，具有显著差异性；有效密码子数与第3位密码子的GC含量显著相关；(2)GC_3与GC_(12)的相关性不显著，且密码子的偏好性受自然选择的影响；(3)matK基因的有效密码子数低于预期值，位于标准曲线的下方，说明matK基因密码子的偏好性受到了选择的影响；(4)共计29个密码子的同义密码子相对使用度(RSCU)大于1,其中，有27个密码子均以A/U结尾，仅有2个密码子以G结尾，说明matK基因的密码子偏好以A或者U结尾。RSCU较高的3个密码子为UGA(3.00)、UCU(2.08)、ACU(1.98)。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
赵春丽 彭丽云 王晓 陈家兰 王乐 陈何 赖钟雄 刘生财
为明确苋菜AtGAI基因密码子的使用特性,采用CodonW、SPSS软件及EMBOSS在线程序分析苋菜AtGAI基因密码子的偏好性,通过中性绘图、ENc绘图和偏倚分析GAI基因密码子偏好性形成的可能原因。结果表明:1)苋菜AtGAI基因的有效密码子数(ENc)、密码子适应指数(CAI)和GC含量分别为50.75、0.195和41.91%,表明其密码子偏好性较弱,偏好使用A/T结尾的密码子;2)CDS序列及RSCU聚类分析表明,苋菜AtGAI基因与双子叶植物中石竹目含甜菜色素的植物偏好性最相近;3)密码子碱基成分和相关性分析发现,GAI基因的密码子偏好性主要受碱基突变的影响;4)密码子使用频率比较分析发现,酵母真核表达系统更适合苋菜AtGAI异源表达,模式植物拟南芥、烟草、番茄和甜菜均可做为苋菜AtGAI基因的遗传转化受体,其中甜菜是其最理想的遗传转化受体。突变压力是GAI基因密码子偏好性形成的主要因素,苋菜AtGAI基因外源表达和遗传转化时需要根据宿主基因偏好性进行密码子优化和改造。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘慧敏 乌云塔娜 杜红岩
杜仲是世界上唯一的硬橡胶树种，是能够替代三叶橡胶的最具开发潜力的胶源植物。本研究以杜仲胶合成下游途径Ｒｅｆ基因为研究对象，运用Ｃｏｄｏｎ Ｗ和ＣＵＳＰＳ等研究Ｒｅｆ基因的密码子组成特点及使用偏好性。研究结果表明，杜仲Ｒｅｆ基因的ＧＣ含量为４９％，密码子第三位碱基的ＧＣ含量为５９％；杜仲Ｒｅｆ基因有２８个偏好使用的密码子，其中约６０％（１７个）的密码子以Ｇ／Ｃ结尾；与大肠杆菌、酵母、拟南芥和烟草的基因组密码子使用偏好性比较，杜仲与拟南芥基因组密码子的使用偏性更为接近，拟南芥更适合作为Ｒｅｆ转基因的受体。本研究为预测杜仲Ｒｅｆ基因的异源表达，适宜表达系统的选择以及Ｒｅｆ基因密码子的改造以提高其在宿．．．
关键词：
杜仲 Ref基因 密码子,偏好性
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
丁祥青 陈丝雨 陈佳婷 毕远洋 曾姣艳 邹双全
对11种金花茶植物叶绿体全基因组序列进行蛋白编码序列筛选，利用EMBOSS在线程序、CodonW、Excel、MEGA7、SPSS、TBtools等软件解析了11种金花茶叶绿体基因组密码子使用模式和探讨了其密码子偏好性形成的主要影响因素。结果表明：11种金花茶叶绿体基因组密码子使用偏好性相似，密码子使用偏好性较弱，蛋白质编码区序列富含A/U碱基，密码子第3位以A/U结尾为主。金花茶叶绿体基因组密码子偏好性形成受选择压力、突变压力等多种因素共同影响，主要受选择压力影响。确定了11种金花茶叶绿体基因组的10个相同的最优密码子，分别为GCA、GCU、UGU、GAA、AAA、CUU、UUA、CAA、CGU和GUU。此外，金花茶叶绿体基因组RSCU聚类结果为金花茶的系统进化研究提供了依据。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
黄思琦 张麒功 叶泽霖 覃兴化 汪其双 林协全 郑智位 林文锋 邹小兴
【目的】通过叶绿体基因组密码子偏好性，分析5种柏科植物(秃杉、水杉、杉木、福建柏、日本柳杉)的亲缘关系，筛选出与秃杉亲缘相近者作为异种砧木，为秃杉无性繁殖与规模化生产提供理论参考。【方法】通过NCBI下载并筛选5种柏科植物的蛋白编码序列，使用CUSP、CodonW、SPSS、MAFFT等软件分析密码子偏好性形成模式，并构建聚类树和系统发育树。【结果】5种柏科植物叶绿体密码子的A/T碱基均较多，且第3位以A/T结尾为主；有效密码子数基本高于35,密码子使用偏好性总体较弱；由中性绘图分析、ENC-plot分析、PR2-plot分析可得，密码子偏好性的形成同时受自然选择、碱基突变等多种因素影响，且自然选择是主导因素；通过相对同义密码子分析和最优密码子分析确定AAA、CCA、GCU同时为秃杉、水杉、杉木与福建柏的最优密码子，无以G/C结尾的密码子；秃杉与水杉、杉木、福建柏、日本柳杉共有的最优密码子分别为9、7、11、7个，数量上差异较小；基于相对同义密码子使用度与基于蛋白编码序列构建的进化树结构相似，基于全序列和蛋白编码序列构建的系统进化树均显示秃杉与杉木的亲缘关系最为接近。【结论】叶绿体基因组密码子偏好性可用于异砧嫁接中砧木选择方法的优化，杉木与秃杉的亲缘关系相近，推荐使用杉木作为秃杉嫁接的异种砧木。
[期刊] 水产学报
[作者]
石彩霞 王瑾璞 张丽 刘彦君 魏念文 岳城 郝翠兰
为确定奇异双身虫线粒体基因组基本结构特征并探究奇异双身虫分类地位，同时了解双身虫科物种的密码子偏好性，实验采用二代高通量测序技术获得奇异双身虫线粒体基因组序列，通过线粒体在线注释网站MITOS对线粒体基因组序列进行注释并通过PhyloSuite (version1.2.2)软件对其结构进行分析，同时对奇异双身虫及其他8种双身虫科物种的线粒体蛋白质编码基因的密码子组成情况及密码子偏好性进行分析。结果显示，奇异双身虫的线粒体基因组序列长度为15 713 bp (大非编码区未测全)，A+T含量为68.7%，表现出明显的AT偏向。系统发育树结果显示，基于现有数据双身虫科物种聚为一支，支持双身虫科物种的单系性。对双身虫科物种的密码子使用偏好进行分析，结果显示双身虫科有效密码子数(ENC)为30.632～37.495，相对同义密码子使用度(RSCU)>1的密码子共有18个，偏好以碱基U(T)结尾。PR2-plot分析结果显示，T的使用频率高于A,G的使用频率高于C，突变和选择等因素均可对密码子的使用偏好产生一定的影响。中性绘图分析显示，奇异双身虫和马口鱼拟双身虫受突变压力的影响分别为61.89%和51.31%，其余7种双身虫受突变压力的影响均小于50%。双身虫科密码子偏好性存在略微差异，但都受突变压力、自然选择和碱基组成的共同影响。本研究可以为后续的系统进化研究提供重要依据。
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