川贝母转录组密码子使用偏好性分析

研究川贝母表达基因的密码子的使用模式,探讨其密码子使用偏好性特点,为运用基因工程技术实现贝母碱的异源生物合成提供理论依据。以川贝母转录组9 843条全长转录本序列为数据来源,使用Codon W软件对川贝母表达基因的密码子GC含量特点、有效密码子数和同义密码子相对使用频率各项参数进行计算、统计,分析发现,川贝母表达基因密码子偏好程度整体水平不高。该研究确定了15个密码子为川贝母最优密码子UUG,CUU,AUU,GUU,UCA,CCU,CCA,ACU,ACA,GCA,UAU,CAU,AAU,AGA和GGA,最优密码子偏好A/T结尾。计算结果显示26个川贝母生物碱合成相关基因中大肠杆菌和酿酒酵母稀有密码子所占比例较低。根据稀有密码子比例,逐个分析26个关键酶基因在大肠杆菌和酿酒酵母体系中表达时可采用的密码子优化方案。该研究为通过合成生物学手段异源合成川贝母生物碱奠定了前期研究基础。     

膜荚黄芪法呢基焦磷酸合酶基因密码子偏性分析

目的法呢基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPS)是调控黄芪甲苷生物合成途径关键酶,为该基因外源表达选择合适的宿主,进而为提高黄芪甲苷产量提供理论依据。方法以长白山膜荚黄芪为植物材料,克隆了FPS基因的编码序列。运用EMBOSS及Codon W等在线软件分析了FPS基因的密码子偏好性,并将其与玉米、青蒿等7种植物FPS基因及大肠杆菌基因组密码子偏好性进行比较。结果膜荚黄芪FPS基因偏好于以A或T碱基结尾的密码子,与大肠杆菌Escherichia coli基因组共有22个密码子存在差异。结论进一步提高膜荚黄芪FPS基因在大肠杆菌中的表达水平,需对其密码子进行优化。     

基于转录组数据分析药用大黄的密码子使用偏好性

目的研究药用大黄Rheum officinale转录组编码序列的密码子使用特点及其影响因素,为蒽醌类化合物异源合成的载体选择及药用大黄分子进化研究提供理论基础。方法利用perl程序及Codon W软件分析4733条药用大黄转录组编码序列的密码子使用偏好性。结果药用大黄转录组编码序列的GC、GC3平均含量分别为45.6%、44.73%,GC12与GC3存在显著正相关(r=0.215,P0.001);ENc-GC3中性图及偏倚性分析结果显示,大部分基因分布于远离期望曲线和平面中心点,大部分基因分布偏离期望曲线和中心点。通过基因高表达筛选密码子方法确定了29个药用大黄的最优密码子,大多数的最优密码子以U和A结尾。结论突变压力在药用大黄转录组编码序列的密码子使用偏好性形成过程这起到主要作用。     

刺五加功能基因密码子偏好性的分析

目的 分析刺五加功能基因密码子的使用方式及其影响因素.方法 以刺五加的17条功能基因为材料,利用CodonW和SPSS软件进行多元统计分析和对应性分析.结果 刺五加功能基因密码子3个位置的GC量依次为51.03％、41.23％和40.04％,三者均与整个编码区的GC量显著相关(P＜0.05),GC12与GC3的相关系数为0.262,未达到显著水平.同义密码子的相对使用频率大于1的密码子共27个,其中22个以A或T碱基结尾.对应性分析的结果表明,第1轴显示了22.78％的差异,与GC3、密码子适应指数和密码子偏好指数均极显著相关(P＜0.01),相关系数分别为0.786、0.686和0.617,与有效密码子数的相关性未达显著水平.第2轴显示了19.28％的差异,且仅与有效密码子数极显著相关(r=0.635).确定了刺五加功能基因的17个最优密码子.结论 刺五加的功能基因偏好使用以A或T碱基结尾的密码子,其使用模式受选择和突变的共同影响.     

苦豆子SaLDC密码子偏好性分析、优化及原核表达

目的研究苦豆子SaLDC密码子偏好性、优化及原核表达。方法运用EMBOSS在线程序中的CHIPS、CUSP和CodonW软件分析SaLDC密码子的偏好性,根据大肠杆菌密码子的偏好性对SaLDC密码子进行优化,并将优化后的基因命名为optSaLDC;构建重组表达载体pET?28a(+)?optSaLDC,转化大肠杆菌BL21(DE3);IPTG诱导SaLDC蛋白表达,并对表达蛋白进行质谱分析。结果SaLDC有28个密码子的RSCU值>1.00,偏好使用以A/T结尾的密码子;SaLDC的密码子使用偏好性与拟南芥最接近,与大肠杆菌差别最大。优化后的optSaLDC在大肠杆菌中最佳表达条件为IPTG浓度1.0 mmol/L,诱导温度15℃,诱导时间16 h。LC?MS/MS鉴定诱导得到的SaLDC蛋白分子质量为48990.51 Da。结论诱导获得的optSaLDC纯化蛋白可用于后续体外SaLDC酶活性分析,为深入研究该基因的功能提供依据。     

刺五加叶绿体基因组密码子的用法分析

目的:分析刺五加叶绿体基因组密码子的使用方式及其影响因素.方法:以刺五加叶绿体基因组的52条编码基因为材料,利用CodonW和SPSS软件进行多元统计分析和对应性分析.结果:刺五加叶绿体基因组密码子3个位置GC的量依次为46.46％,38.26％,29.88％,其中GC1与GC2呈极显著相关关系(P＜0.01),GC12与GC,的相关系数为0.205,未达到显著水平.同义密码子的相对使用频率(relative synonymous codon usage,RSCU)＞1的密码子共30个,其中29个以A或T碱基结尾.对应性分析的结果表明:第1轴显示了10.35％的差异,与有效密码子数(effective number of codons,ENC)和GC3显著相关,相关系数分别为-0.288,0.353;确定了刺五加叶绿体基因组的16个最优密码子.结论:刺五加叶绿体密码子第3位偏好以A或T碱基结尾,密码子使用模式受选择和突变及其他因素共同影响,其中选择的作用略大.     

豆蔻属药用植物叶绿体基因组密码子偏性分析

目的明确豆蔻属药用植物叶绿体基因组蛋白编码基因密码子使用模式及影响因素。方法以草果Amomum tsao-ko、阳春砂Amomum villosum、白豆蔻Amomum kravanh和爪哇白豆蔻Amomum compactum叶绿体基因组50个共有蛋白编码基因为材料,利用CodonW 1.4.2软件、CUSP在线程序和Excel软件等分析基因密码子使用偏性参数和核苷酸组成。结果 4个豆蔻属物种叶绿体基因组具有相似的密码子使用模式,密码子第3位碱基GC含量为37.22%～37.31%,偏向使用NNA和NNT型密码子;4个物种的有效密码子数值(ENC)均在35以上,表明豆蔻属叶绿体基因组密码子偏性较弱。综合中性分析、有效密码子数(ENC-plot)分析、奇偶偏好性(PR2-plot)分析和对应性分析的结果显示豆蔻属叶绿体基因组密码子偏性主要受选择影响,同时突变等其它因素也对密码子的偏性产生一定的作用。在草果、阳春砂、白豆蔻和爪哇白豆蔻中分别确定了18、16、16、18个最优密码子,其中共有最优密码子13个。结论豆蔻属植物叶绿体基因组密码子第3位碱基偏向使用A/T结尾,密码子偏性受选择影响最大,同时还受到诸如突变等其它因素的影响。     

大斑芫菁转录组编码序列密码子使用偏好性分析

目的探讨大斑芫菁转录组编码序列的密码子使用特点及其影响因素,为运用基因工程技术实现斑蝥素异源生物合成提供依据。方法利用CodonW和EMBOSS软件分析10264条大斑芫菁转录组编码序列的密码子使用模式。结果大斑芫菁转录组编码序列的平均GC、GC3含量分别为0.387、0.321,GC12与GC3呈显著正相关(r=0.369,P0.001);ENc-GC3及偏倚性分析结果显示,大部分基因分布于标准曲线和平面中心点周围,有少部分基因偏离较远。通过基因高表达优越密码子方法确定了6个大斑芫菁最优密码子,分别为GCC、CGC、GGC、AUC、UUC、ACC。密码子使用频率分析结果显示,大斑芫菁与果蝇整体密码子使用偏好性差异最大,与酵母菌的差异最小。结论大斑芫菁转录组编码序列的密码子使用偏好性以突变影响为主,多种因素共同作用的结果。酵母菌可作为大斑芫菁目的基因异源转化的理想受体系统。     

肉苁蓉属植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

目的 明确肉苁蓉属药用植物叶绿体基因组密码子使用偏性及影响因素。方法 以肉苁蓉Cistanche deserticola、盐生肉苁蓉C. salsa、沙苁蓉C. sinensis和管花肉苁蓉C. tubulosa为研究材料，利用CUSP在线软件、CodonW 1.4.2、SPSS、Microsoft Excel等软件分析其基因密码子使用偏性参数。结果 4个肉苁蓉属植物叶绿体基因组的密码子使用模式相似，密码子均以第3位碱基A/T结尾且密码子使用更偏向A/T碱基；4个物种的有效密码子数值（effective number of codon,ENC）均大于35，说明肉苁蓉属物种叶绿体基因密码子偏好性较弱。中性绘图分析、有效密码字数（ENC-plot）分析、奇偶偏好性（PR2-plot）分析和对应性分析的结果均说明自然选择是影响肉苁蓉属叶绿体基因组密码子偏好性的主要因素。利用同义密码子的相对使用频率（relative synonymous codon usage,RSCU）值筛选出肉苁蓉属4个物种共同拥有4个最优密码子。结论 对肉苁蓉属4个物种叶绿体基因组密码子使用偏性进行分析，揭示了影响其密...     

枸杞叶绿体基因组密码子偏好性分析

目的 探究枸杞密码子的使用模式及影响因素。方法 基于中国枸杞Lycium chinense、黄果枸杞L. barbarum和白果枸杞L. ruthenicum的叶绿体基因组,利用CodonW 1.4.2软件、Python软件和Excel软件等分析枸杞密码子使用偏性。结果 3个枸杞叶绿体基因组具有相似的密码子使用模式,密码子第3位碱基平均GC含量为25.68%～25.77%;3个枸杞的ENC值均在35以上,表明枸杞叶绿体基因组密码子偏性较弱。ENC-plot、PR2-plot和中性分析结果显示枸杞叶绿体基因组密码子偏性主要受自然选择影响。基于相对同义密码子分析,枸杞植物中共有最优密码子13个。结论 枸杞叶绿体基因组密码子第3位碱基主要以A/T结尾,且密码子偏性主要受自然选择的影响。通过对枸杞植物的聚类分析,揭示了枸杞植物的遗传关系以及枸杞植物密码子使用模式的影响因素,为后续探究枸杞植物的系统发育提供参考。     

甘草属7种植物叶绿体基因组密码子使用偏好性分析

目的 探究甘草属7种植物叶绿体基因组密码子使用模式及影响因素。方法 从NCBI获取国内已有的7种甘草属植物叶绿体全基因组,筛选得到49条共有蛋白编码序列,使用codon W1.44、EMBOSS、SPSS26.0等分析密码子偏好性相关参数。结果 7种甘草属物种叶绿体基因组密码子不同位置的GC含量均小于50%,共得到了29个高频密码子,其中有28个密码子第3位碱基为A/U,筛选得到的17个最优密码子第3位碱基均为A/U。7种甘草属植物叶绿体蛋白编码基因的ENC值均大于35,密码子偏好性较弱。PR2-plot分析、ENC-plot分析和中性绘图分析结果显示突变压力和自然选择均为这7种甘草属物种叶绿体基因组密码子偏好性形成的重要影响因素,但自然选择对密码子偏好性形成的贡献更大。基于叶绿体编码序列构建的系统发育树与基于RSCU的聚类分析结果具有一定的相似性,叶绿体基因组密码子偏好性与物种的系统发育关系存在一定的联系。结论 7种甘草属植物叶绿体基因组密码子第3位倾向于使用A/U碱基,自然选择是密码子偏好性形成的主要影响因素。     

刺柏属4种药用植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

目的 明确刺柏属圆柏Juniperus chinensis、垂枝香柏J.pingii、昆明柏J.gaussenii和铺地柏J.procumbens4种药用植物叶绿体基因组密码子的使用偏好性及影响其密码子偏好性的因素。方法 利用CodonW、CUSP、SPSS等软件对4种刺柏属药用植物叶绿体基因组密码子偏好性进行分析。结果4种刺柏属药用植物叶绿体基因组密码子的GC含量在35.8%～37.3%,有效密码子数（effective number of codon,ENC）值在47.10～47.79,表明其密码子偏好性较弱。中性绘图、ENC-plot、PR2-plot分析表明影响4种刺柏属药用植物叶绿体基因组密码子使用偏性的因素有选择和突变。同时利用相对同义密码子使用度（relative synonymous codon usage,RSCU）值和ENC值筛选出共65个最优密码子,其中有9个密码子为4种刺柏属植物共有的最优密码子。结论 4种刺柏属药用植物密码子偏好使用A/T结尾,其密码子使用偏性主要受到自然选择的影响。通过对4种刺柏属植物叶绿体基因组密码子的使用偏性进行分析及外类群聚类分析验证,揭示影响其密码子使用偏性的主要因素,为后续刺柏属叶绿体基因组外源蛋白表达载体的构建及优化提供理论依据。     

香鳞毛蕨4CL基因密码子使用特性及表达预测分析

目的研究蕨类植物中4CL基因的表达与分析,为蕨类植物次级代谢产物的积累和调控奠定理论基础。方法运用CHIPS、CUSP和Codon W在线程序对自主克隆的香鳞毛蕨4CL基因(Df4CL)序列进行分析,并与大肠杆菌、酵母菌、拟南芥、烟草等基因进行比较,对了解Df4CL基因密码子使用特性,为其选择合适的表达系统具有重要意义。结果 Df4CL基因对ATGC选择没有偏向性,并且与小立碗藓的密码子使用偏好性相一致。在密码子使用频率上,Df4CL基因与拟南芥的差异小于与烟草、大肠杆菌、酵母的差异;基于4CL基因的密码子使用偏性的系统聚类分析表明,香鳞毛蕨与小立碗藓、拟南芥聚为一类。结论预示Df4CL基因更适合在拟南芥中外源表达。