普通油茶叶绿体基因组密码子偏好性分析

为了利用叶绿体基因工程技术改良普通油茶的重要经济性状,该研究以普通油茶叶绿体全基因组序列为材料,从中筛选出51条长度大于300 bp且以ATG起始的非重复CDS(Coding DNA Sequence)为对象,利用CodonW软件分析其密码子偏好性。结果表明:密码子第三位GC含量为27.55%,ENC范围在35.23~56.67之间,平均值为46.09;RSCU值大于1.00的密码子数目为30个,其中29个第三位碱基以U或A结尾;中性绘图表明GC12与GC3的相关系数为0.143,相关性不显著,回归系数为0.0573;频数分布显示,55%基因的ENC比值集中分布在0~0.1,25%基因的ENC比值分布在0.1~0.2之间;对应分析结果表明,第一向量轴占10.12%的差异,第二向量轴占9.36%的差异,其余两轴分别占7.97%和7.46%,前4轴累计差异为34.91%。中性绘图、ENC-plot和对应性分析均表明普通油茶叶绿体基因密码子偏好受突变作用,更多受选择的影响。最终取高表达优越密码子和高频密码子共有的CUU、AUU、GUU、GUA、UAA、CAA、AAA、GAC、GAA、CCU、ACU、GCU、GCA、UGU、CGU、AGU、UUG、GGU等18个密码子作为最优密码子。该研究结果为利用叶绿体基因工程技术改良普通油茶重要经济性状奠定了基础。     

油茶组培苗器官发生的形态学与解剖学研究

以油茶岑软3号组培苗为研究材料,对其器官发生过程进行形态学和解剖学观察。结果表明:在选定的培养基上,外植体不经过愈伤组织,直接由器官诱导形成增殖芽,从而有效地保持了其遗传的稳定性。油茶增殖芽不定根由诱导的根原基发生,它起源于形成层薄壁细胞定向分化,不断向外进行伸长生长,并穿透愈伤组织而形成。这种不定根发生形式属皮部生根类型。油茶增殖芽单芽生根培养25 d后在不定根内形成次生维管形成层和木栓形成层,培养40 d以上根内的输导分子与茎内的输导分子相连。     

巨枝叶绿体基因组密码子偏好性分析

该文针对巨桉叶绿体基因组序列,选取其中长于300 nt且以AUG为起始密码子的43个非重复基因作为研究对象,采用CodonW1.4.2软件分析巨桉叶绿体基因组的密码子使用偏好性。结果表明:第3位密码子的平均GC含量为27.97%; ENC的变化范围为39.49～61.00,平均为47.04; RSCU1的密码子有31个,其中29个以A/U结尾;中性分析显示,GC12与GC3无显著相关;回归分析未达到显著性水平; ENCplot分析发现,大部分基因落在曲线上或附近;对应分析表明第1轴的贡献率为17.68%,第2轴的贡献率为11.49%,第3轴、第4轴的贡献率分别为8.00%和5.76%,前4轴累计贡献率达42.93%,第1轴与GC、ENC、CAI达到极显著相关。上述分析结果表明,巨桉叶绿体基因组的密码子偏好较弱,密码子第3位偏好以A或U结尾,选择和突变在巨桉叶绿体基因组密码子偏好中起相对均衡的作用,最终确定UUG、CUU、GUU、UCC、UCA、ACA、UAU、UAA、CAU、AAU、AGA和GGA 12个高频高表达密码子为最优密码子。这为转化叶绿体基因密码子优化,提高表达效率和改良巨桉目标性状奠定了坚实基础。     

ZNC(C)PR的构象及分子动力学模拟

本文用分子动力学方法和质子间距约束结合建立了ZNC(C)PR的构象。质子间距是由二维核磁共振的NOE效应得到的。结果表明ZNC(C)PR分子的主链是伸展的,但Asn2的侧链与Arg5的侧链相互靠近,使整个分子成紧密结构。在所建模型的基础上,对ZNC(C)PR进行了分子动力学摸拟。发现第一位的焦谷氨酸环很灵活,这可能意味着焦谷氨酸环对ZNC(C)PR的活性并不重要,这与实验结果是一致的。     

广西普通油茶种质资源遗传多样性的SSR分析

普通油茶( Camellia oleifera)是我国分布最广、产量最多的山茶属中一个重要油料树种。广西是普通油茶的重要分布区,种质资源十分丰富。为深入了解广西普通油茶种质资源的遗传变异,服务于种质保存和品种选育,该研究首先对已开发的SSR分子标记进行多态性筛选和评价,在此基础上利用多态性较高的引物,对97份广西有代表性的普通油茶种质资源进行遗传多样性分析。结果表明：(1)在已开发的10对油茶SSR分子标记中,7对能稳定扩增且表现为共显性,2对扩增不稳定,另外1对无法扩增出产物。(2)7对共显性SSR标记总共检测到33个等位基因,每对标记检测到等位基因数目的变化范围为3~6个,平均每个位点等位基因数为4.7143个,有效等位基因数目的变化范围为2.0842~4.3148,平均有效等位基因数为2.8288;基因多样性变化范围为0.5202~0.7682,平均每个位点基因多样性为0.6281。(3)参试群体中绝大多数位点未处于Hardy-Weinberg平衡,存在遗传结构;观测杂合度和期望杂合度的变化范围分别为0.4130~0.6701和0.5233~0.7724,其平均值分别为0.5698和0.6316。(4)种质资源间遗传距离变化范围为0.05~0.7917,平均遗传距离为0.3545;UPGMA聚类显示相同来源的种质资源无法聚成一类,在同一聚类分支上混有不同来源的种质资源。这表明已开发的油茶SSR分子标记适用于广西普通油茶,广西普通油茶种质资源拥有较丰富的遗传多样性。该研究结果为广西普通油茶资源的深度开发和高效利用提供了科学依据。     

香樟转录组基因密码子偏好性分析

为了解香樟基因密码子偏好性,该文以NCBI网站中香樟转录组数据为材料,利用生物信息学手段评价转录组数据质量,选取高质量数据的转录组,去除低质量序列,组装转录组,预测基因结构,再利用自编perl脚本提取以AUG开头的基因序列37 Mb序列34 931个基因,进一步利用CodonW分析基因密码子偏好性。结果表明:GC含量的变化范围为0.273～0.742,均值为0.452; ENC的范围为26.29～61.00,均值为52.76; CAI的范围为0.064～0.401,均值为0.199; RSCU值大于1的密码子数目为27个,其中以U或A结尾的有22个; 中性分析表明,小部分基因在对角线上,大多数基因偏离对角线; ENC-plot分析表明小部分基因在标准曲线上,大多数基因偏离标准曲线。上述研究结果表明,香樟基因的密码子偏好性比较弱,密码子常以A/U结尾; 突变和选择两者都在密码子偏好中起作用,而选择作用更大; 最终确定了GUU、CAG、GAA、UCU、GCU、GGU为最优密码子,通过对目标基因密码子的校正,提高表达效率,从而为利用基因工程技术改良香樟重要性状奠定了基础。     

栀子果实中八氢番茄红素脱饱和酶基因的克隆与表达分析

[目的]栀子果实中富含类胡萝卜素衍生物—西红花总苷。拟从果实中克隆西红花总苷生物合成途径中的八氢番茄红素脱饱和酶基因。[方法]利用RACE的方法克隆Gj PDS基因,绝对定量PCR法检测在不同组织中的表达。[结果]从果实中克隆了一个长1 746 bp的Gj PDS基因,编码由581个氨基酸组成的八氢番茄红素脱饱和酶序列。与水稻(Oryza sativa)PDS蛋白A链的氨基酸序列有83%的一致性,与菠萝泛菌(Pantoea ananatis)PDS蛋白A链的氨基酸序列一致性低。Gj PDS基因为组成性表达基因,它在栀子果肉中的表达量最高,是叶片中表达量的1.6倍,茎中表达量的3.5倍,种子中表达量的13.1倍。[结论]从栀子果实中克隆了一个1 746 bp的Gj PDS基因,它主要在栀子果肉中表达,可能与西红花总苷的生物合成有关。该基因今后可以用作西红花总苷生物合成途径的调控靶点。     

香港牡蛎Foxl2基因克隆分析与表达模式研究

本研究旨在对香港牡蛎Foxl2基因进行克隆、序列分析及建立其在香港牡蛎组织中的表达模式谱。以GenBank数据库中已上传的太平洋牡蛎Foxl2基因序列为模板,设计特异性引物扩增获得香港牡蛎Foxl2基因;应用生物信息学方法,系统分析和预测香港牡蛎Foxl2基因的遗传进化、蛋白质的理化性质和结构特征;并应用QRT-PCR技术对Foxl2在香港牡蛎组织中的表达进行了差异分析。结果表明:香港牡蛎Foxl2基因编码区全长1 104 bp,共编码氨基酸367个。多重序列比较分析显示香港牡蛎Foxl2核苷酸序列相似性与太平洋牡蛎、美洲牡蛎、大珠母贝、栉孔扇贝、虾夷扇贝、皱纹盘鲍相应序列的相似性分别为97%、83%、71%、76%、75%、75%,系统进化树分析显示在不同物种以及进化的过程中Foxl2基因具有较高的保守性。Foxl2蛋白质信息学分析结果表明该蛋白呈碱性,N端无信号肽存在,位于胞核中,含有FH等结构。定量分析结果显示:Foxl2在香港牡蛎3种组织中有表达,其中表达量最高的是性腺,其次是唇瓣,鳃中相对表达量最低。本研究成功地克隆了香港牡蛎Foxl2基因,并研究了其在香港牡蛎8种组织中的表达变化规律,为今后阐明其在香港牡蛎性腺发育进程中的功能提供了理论依据。