【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。

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。

【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。

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

【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。

【目的】分析‘怀玉山’高山马铃薯Solanum tuberosum var. cormosus ‘Huaiyushan’叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性，为开展‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子优化、叶绿体基因组改造，探索物种进化和增加外源基因表达等研究提供参考依据和理论基础。【方法】采用高通量测序技术对‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组进行测序，并利用生物信息学分析软件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】‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组大小为155 296 bp，为经典的4段式结构。大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和反向重复区(IR)长度分别为85 737、18 373、25 593 bp，总鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比例(GC比例)为37.88%，共注释出133个基因，包含87个编码区(CDS)基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因和1个假基因。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组中共检测到38个简单重复序列位点(SSR位点，36个单碱基重复和2个双碱基重复)和32个长重复序列(16个正向重复和16个回文重复)。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组核苷酸多样性为0～0.139 27，高变区主要分布在大单拷贝区和小单拷贝区，大单拷贝区trnL-UAA-trnF-GAA、cemA、rps12-exon1-clpP1、clpP1基因变异率最高，小单拷贝区rpl32-trnL-UAG、ycf1基因变异率最高。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组87个CDS基因的平均有效密码子数(ENC)为47.29,ENC>45的基因有60个，密码子偏性较弱。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子偏好以A、U结尾，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。CGU、AAA、CUU、GUU、GGA、GUA、GGU、UCA、GCU、CCU为‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组的10个最优密码子。【结论】‘怀玉山’高山马铃薯与马铃薯栽培种S. tuberosum‘Desiree’亲缘关系较近。图5表3参41

在前期克隆芍药AP1基因(登录号为KC354376)的基础上,运用CHIPS、CUSP和Codon W在线程序,分析芍药AP1基因的密码子偏好性,并与其他物种的AP1基因以及模式生物的基因组进行比较。结果表明,芍药AP1基因大部分偏好使用以A/T结尾的密码子,29种偏好密码子(RSCU值>1)中,偏好性较强的有CCA、AGG、TCA、GTT(RSCU值≥2);通过比较12种植物的AP1基因密码子偏好性,发现AP1基因在芒果和梨中的表达水平相对较高,而在芍药和牡丹等植物中的表达水平一般,并且大多偏好以A/T结尾的密码子,这可能与该基因的特殊功能有关;聚类分析结果表明,芍药科中芍药与牡丹聚为一类,...

【目的】芍药花色的优劣影响其观赏价值和商业价值，研究芍药花色调控基因的密码子使用偏好性和密码子使用模式的影响因素，为芍药花色调控基因在ｍ ＲＮＡ翻译、转基因设计、新基因表达与功能预测以及分子生物进化研究提供参考。【方法】根据前期芍药花色嵌合体品种‘金辉’转录组测序筛选的６ ３４５个芍药花色调控基因，并根据ＣＤＳ序列特征和大于３００ ｂｐ原则进行过滤后最终获得的２ ２３４个基因序列作为研究对象，利用ｍｏｂｙｌｅ软件计算ＧＣ含量、第１与２位密码子的平均ＧＣ含量（ＧＣ１２）、第３位密码子的ＧＣ含量（ＧＣ３Ｓ）、有效密码子数ｅＮＣ、密码子适应指数ＣＡＩ、相对同义密码子使用度ＲＳＣＵ等密码子偏性指标，其．．．

利用CodonW程序和EMBOSS在线软件对橄榄叶绿体基因组进行密码子偏好性分析，并研究其密码子偏好性形成的影响因素.结果表明，橄榄叶绿体基因组有效密码子数(ENc)、密码子GC含量(GC)和密码子第3位上的GC含量(GC3s)分别为50.36、0.385和0.305,CGT、CCT和GGT等可作为橄榄叶绿体基因的最优密码子.中性绘图分析、ENc对应分析、偏倚分析和同义密码子相对使用度对应性分析发现，橄榄叶绿体基因组密码子偏好性不是单一因素影响的结果.橄榄叶绿体基因组密码子偏好性较弱，整体上偏好使用A和T,这种偏好性可能受突变压力、自然选择和其他因素的共同作用.

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。

[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。

【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。

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。

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)。

特异性蛋白1（SP1）是Sp/KLF蛋白家族成员之一，是最早被发现的转录因子，参与基因的转录调控。为了解鲤科鱼类SP1在进化过程中形成的密码子使用模式及其与不同物种之间的亲缘关系，实现鲤科鱼类异源高效表达提供理论依据，本研究运用CodonW、ClustalX、MEGA 4.0及SPSS软件，对4种鲤科鱼类与其他10个不同物种的SP1序列进行密码子偏好性和进化分析。结果显示，4种鲤科鱼类SP1编码亮氨酸和异亮氨酸时分别对CUG和AUC密码子具有较强的偏好性。14个物种SP1的ENC(Effectivenumberofcodon)平均值为50.57，CAI(Codonadaptationindex)值介于0.184～0.379，均远小于1，表明该基因密码子偏好性较弱。4个鲤科鱼类SP1均表现出相似的密码子偏好性。ENC-plot分析发现SP1密码子偏好性主要受自然选择的影响。基于SP1序列的系统进化分析与相对同义密码子使用度RSCU(relativesynonymouscodonusage)聚类分析结果差异较小。大肠杆菌是草鱼SP1最佳的外源表达系统。研究表明，CUG和AUC为4个鲤科鱼类SP1最优密码子，物种之间密码子偏好性存在差异，自然选择是导致14个物种SP1密码子偏好性的主要影响因素。模式动物斑马鱼、小鼠均可作为草鱼SP1的遗传转化受体。本研究为鲤科鱼类SP1的分类、演化与表达提供了理论依据。