鸟王茶基因密码子偏好性分析

生物体中普遍存在密码子使用偏好性,这对基因的异源表达效率具有较大影响.本研究使用CodonW软件对鸟王茶(Camellia sinensis var.niaowangensis)转录本中1 856个编码氨基酸的基因密码子进行分析,计算其密码子相对使用度,确定了27个最优密码子,并发现最优密码子大多以A或U结尾.通过EN...     

草菇密码子偏好性分析

以草菇全基因组编码序列为研究对象,利用软件CodonW1.4.2分析草菇基因组密码子使用模式,确定了草菇的24个最优密码子。利用Create a condon usage table(CUSP)程序分析计算草菇密码子使用频率,并将它与人、酵母、拟南芥、小鼠、斑马鱼、果蝇6个代表性物种及灰盖鬼伞、双孢蘑菇、香菇、平菇4个食用菌进行比较。结果显示草菇密码子偏好性与人、酵母、拟南芥、小鼠、斑马鱼、果蝇和平菇都有较大的差异,与灰盖鬼伞、双孢蘑菇、香菇的密码子偏好性差异较小。利用软件SPSS16.0聚类分析表明密码子偏好性差异大小在一定程度上反映物种间的进化关系,可作为研究物种进化关系的参考。首次以食用菌全基因组为分析对象,解析草菇的密码子偏好性,并将其与其他生物进行比较,这些将为不同来源的外源基因在草菇中的异源表达提供重要参考。     

甜瓜蔗糖转化酶基因的密码子偏好性分析

以甜瓜蔗糖转化酶基因序列为材料,研究甜瓜蔗糖转化酶基因密码子偏好性,为改良甜瓜风味与品质提供理论依据。运用在线分析软件Codon W对甜瓜蔗糖转化酶的编码序列(Coding sequence,CDS)进行密码子分析,利用Mobyle在线工具分析同义密码子相对使用度(RSCU)、有效密码子数(ENC)、GC及GC1s、GC2s、GC3s含量。甜瓜蔗糖转化酶基因偏好于以A或T结尾的密码子。密码子ATT、GTT和AGA的RSCU值都大于1,属于共同偏好使用的密码子,而密码子GCG、CGG的RSCU值小于1,属于使用频率较低的密码子。发现密码子偏好性与亲缘关系的远近有一定的关系。要实现目的基因在外源表达系统中的成功表达和提高其表达量,可通过增加目的基因剂量,目的基因密码子优化,改善培养条件等方法实现,其中目的基因密码子优化起到了关键作用。     

人类1号、X、Y染色体基因密码子偏好性研究

随着人类基因组计划测序工作的完成,进一步数据挖掘工作已成为新的研究热点。根据人类1号、X、Y染色体数据,通过自编的Perl程序,提取3条染色体基因的CDS序列,利用密码子偏好性的理论及生物信息学方法分析其碱基组成特点和密码子使用模式,确定了偏好密码子和最优密码子,探讨影响其密码子用法的主要因素。结果表明:1)人类1号、X、Y染色体基因偏好使用以G或C结尾的密码子;2)密码子的使用受基因长度的影响,较长的基因具有较高的表达水平和密码子使用偏性;3)基因表达水平对人类1号、X、Y染色体基因的密码子使用没有影响,暗示了这3条染色体并未承受翻译选择的压力;4)人类1号、X、Y染色体基因共有32个偏好性密码子,其中编码Arg的AGG和AGA、编码Val的GTG、编码Leu的CTG、终止密码子TAG为最优密码子。     

西藏高原人群铁调素基因hamp密码子偏好性分析

目的:通过对西藏高原人群及平原人群、恒河猴等其他5种物种的密码子使用进行分析,从而得出西藏高原人群铁调素基因(hamp)的密码子偏好性。方法:采用PCR技术获得西藏高原人群铁调素全基因序列,利用在线软件CodonW进行密码子偏好性分析,通过在线软件PredictProtein以及Signal P等软件进行西藏高原人群铁调素基因的结构分析,比较与GenBank数据库中选取的平原人群、恒河猴等其他5种物种的密码子偏好性的差异。结果:西藏高原人群的铁调素基因全长为2681 bp,由3个外显子和2个内含子组成,编码84个氨基酸的铁调素前体肽,包含信号肽、中间肽与成熟肽,其密码子偏好性与平原人群、恒河猴等其他5个物种的密码子偏好性均有不同程度的差异。结论:西藏高原人群铁调素基因hamp密码子偏好性与其他物种的密码子偏好性均有不同程度的差异。     

樟树叶绿体基因组密码子偏好性分析

为分析樟树(Cinnamomum camphora)叶绿体基因组密码子偏好性使用模式,该研究利用CodonW、EMBOSS、R语言等软件和程序,对53条樟树叶绿体基因组密码子使用模式及偏好性进行了系统分析。结果表明:樟树叶绿体基因的有效密码子数(ENC)在36.82～59.30之间,表明密码子的偏好性较弱。相对同义密码子使用度(RSCU)分析发现RSCU>1的密码子有32个,其中28个以A、U结尾,表明第3位密码子偏好使用A和U碱基。中性绘图分析发现GC₃与GC₁₂的相关性不显著,回归曲线斜率为0.049,说明密码子偏好性主要受到自然选择的影响。ENC-plot分析发现大部分基因落在曲线的下方,同样表明选择是影响密码子偏好性的主要因素。该研究发现共有9个密码子(UUU、CUU、UCA、ACA、UAU、AAU、GAU、UGA、GGA)被鉴定为樟树叶绿体基因组的最优密码子。     

紫九牛叶绿体基因组密码子偏好性分析

为确定瑶药紫九牛叶绿体基因组密码子的使用模式及其成因,该研究以紫九牛叶绿体基因组50条蛋白质编码序列为研究对象,利用Codon W 1.4.2和在线软件CUSP和Chips分析其密码子偏好性。结果表明：(1)RSCU>1的密码子有29个,其中有28个以A/U结尾,说明叶绿体基因组的同义密码子中偏好以A/U结尾。(2)紫九牛叶绿体基因组密码子的GC含量GC₁(47.38%)>GC₂(39.81%)>GC₃(29.60%),ENC值大于45的有40个,说明紫九牛叶绿体基因组存在较弱的偏性。(3)中性绘图分析和ENC-plot分析说明了紫九牛叶绿体基因组密码子的偏好性既受到选择的作用,又受到突变因素的影响。(4)通过构建的高低基因表达库最终确定了15个最优密码子,分别为UUG、AUU、GUU、GUA、UCU、 CCU、ACU、ACA、GCU、CAA、AAC、GAA、UGU、CGU和GGU。该研究为紫九牛叶绿体基因组的确定以及遗传多样性分析提供了依据。     

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。     

葡萄基因组密码子使用偏好模式研究

根据完整基因组序列,运用多元统计分析和对应分析的方法,探讨了葡萄全基因组序列密码子的使用模式和影响密码子使用的各种可能因素。结果显示:葡萄密码子偏好性主要受到碱基差异(r=0.925)和自然选择(r=0.193)共同作用的影响,突变压力占了主导因素,自然选择的作用较小。同时基因长度和蛋白质疏水性也对密码子的偏好性有所影响。确定了葡萄的20个最优密码子。     

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。     

香樟叶肉含晶细胞季节变化研究

为探讨香樟(Cinnamomum camphora)叶肉含晶细胞超微结构的季节变化,阐明香樟叶肉中草酸钙晶体在春夏秋冬的变化规律。该研究以多年生香樟(C. camphora)叶片为材料,分别于春夏秋冬四个季节露地取样,制作超薄切片,用透射电子显微镜(TEM)观察叶肉含晶细胞超微结构的变化。结果表明:春季时香樟叶肉中只有少数细胞有草酸钙晶体,数量较少,晶体结构多为柱状晶、方晶; 夏季时香樟叶肉细胞中随机分布于液泡的草酸钙晶体明显比春季的数量多、体积大、形态丰富,晶体多为柱状晶、方晶、针晶、簇晶; 秋季时香樟叶肉细胞草酸钙晶体和夏季的类似,数量较多,形态多样,以方晶和柱状晶针晶为主,伴有晶簇; 冬季时香樟叶肉含晶细胞晶体形态为柱状晶、方晶、针晶,数量比夏季和秋季的数量略有减少。该研究结果表明在一年四季中香樟叶肉细胞液泡中均有草酸钙晶体结构存在。     

不同种源樟树叶片形态特征及生长差异分析

为了解不同种源樟树叶片形态特征和生长差异,该文以30个种源樟树为研究对象,对其叶长、叶宽、叶柄长、周长、叶面积、长宽比、形态因子、株高、地径等指标进行测定和差异性分析.结果表明:(1)30个种源间叶片性状的变异系数为3.88％～16.14％,显示不同种源樟树叶片形态特征存在显著差异;叶长、叶宽、叶柄长、周长、面积、叶厚...     

年龄效应对香樟古树程序性衰老的影响

以福建省三明市6个树龄阶段(0~49、50~149、150~349、350~549、550~749和750~900 a)香樟为研究对象,通过分析其生长发育规律、形态学和生理特征的变化,结合曲线拟合与遗传算法筛选表征衰老的相关指标,评价树龄与衰老的相关性,探讨香樟古树衰老机制,为香樟年龄预测、古树复壮和保护提供理论依据。结果表明:(1)年龄极显著地影响着古香樟的植株形态、叶片解剖结构及生理机能等生长发育指标,并以生理指标的年龄效应最大,其次为植株形态指标,最小的是解剖结构指标。(2)香樟呈现出程序性衰老的特征为:叶片细胞在130 a、叶片解剖结构和生理代谢在400 a、树皮厚度和新梢粗度在450 a先后进入衰老阶段,但香樟树体的离心生长(梢长、冠幅和胸径)在0~900 a内仍一直处于旺盛生长,还未进入衰老阶段。(3)冠幅和新叶超氧化物歧化酶(SOD)活性可作为单指标来评价香樟独立木的衰老程度,树皮厚度、冠幅、新叶SOD活性、多酚氧化酶(PPO)活性和栅栏组织与海绵组织比为参数构成的模型可作为古香樟年龄预测模型。研究认为,古香樟的保护和复壮,应先从叶片细胞着手,提高其生理功能,特别是提高其抗氧化能力,保护叶细胞结构完整,以保障叶片处在持续高效的光合状态。     

樟树叶片挥发性有机物释放季节动态和日动态变化规律

采用动态顶空采集法和热脱附-气质联用技术,对不同季节和一天内不同时间点樟树叶片释放的挥发性有机物(VOCs)成分含量及其变化规律进行了分析。结果表明:全年樟树叶片释放的VOCs共计78种,其中萜烯类(19种)和烷烃类(18种)化合物种类较多; 32种樟树叶片释放的挥发性成分相对含量在不同季节存在显著差异(P<0.05); 3月份释放的VOCs种类最为丰富,萜烯类化合物相对含量最高(43.49%),主要为1-石竹烯、D-柠檬烯和α-蒎烯,其他月份释放的VOCs则以烷烃类和醇类为主;春季,樟树叶片在绝大多数时间点释放VOCs以萜烯类化合物为主,且早上8:00释放的萜烯类化合物相对含量最大。综上结果认为,樟树是营造保健型生态园林的理想树种,其叶片释放的VOCs中富含多种对人体健康有益的萜烯类化合物,春季的早晨是进行森林康养活动的最佳时间。     

香樟凋落叶分解物对辣椒生长发育的影响

采用盆栽试验,研究了香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶(0、25、50、75、100g凋落叶分别与10kg土壤混合)分解过程中对辣椒(Capsicum annuum)及其子代生长发育的影响,并采用气质联用(GC-MS)技术对凋落叶分解前后的萜类物质进行了检测和对比。结果显示:(1)香樟凋落叶分解物显著地抑制了辣椒的叶片数量、整株叶面积以及株高和基径生长,抑制效应随凋落叶剂量的增大而增强,而分解过的凋落叶和塑料片替代凋落叶原样的试验并不抑制辣椒的生长。(2)观察期内(处理45~76d),辣椒的现蕾数、开花数和结实数在各凋落叶处理下均明显低于同期对照;采用指数方程拟合的现蕾、开花和结实动态显示,25g凋落叶处理使辣椒的始蕾期、始花期和始果期分别推迟了0.81、0.17和1.35d,50g处理使这3项参数分别推迟了4.69、5.78和6.27d,而75g和100g处理均使这3项参数推迟10d以上。(3)辣椒的单株果实产量在凋落叶处理下降低29.44%~61.29%,而单果重受到的影响相对较小。(4)辣椒产出的种子千粒重和子代的生长状况并未受到凋落叶分解物的影响。(5)凋落叶的正己烷提取物中萜类占78.05%,而分解后其相对总量下降至40.76%,峰面积下降至原样的约1%。研究认为:香樟凋落叶添加处理对辣椒营养生长和生殖生长产生的明显抑制作用,不是由凋落叶添加对土壤通气透水性或对受体生长造成机械阻隔引起的,其在分解过程中释放樟脑(Camphor)、1,8-桉叶油醇(1,8-cineole)等萜类物质引起化感作用可能才是关键原因。     

猴樟叶绿体基因组特征分析

猴樟(Cinnamomum bodinieri)枝叶含有丰富的精油,是重要的园林绿化树种和经济树种,但目前有关猴樟基因组学的研究报道不多。为揭示猴樟叶绿体基因组特征及系统发育关系,该文基于高通量测序平台进行测序,从头组装了完整的猴樟叶绿体基因组,并对其基因组结构、基因构成及序列重复、密码子使用偏好性以及系统发育进行分析,结合樟亚科主要属物种叶绿体基因组数据构建系统发育树。结果表明:(1)猴樟叶绿体基因组全长152 727 bp,包括一对20 132 bp的反向重复(IRs)区、93 605 bp的大单拷贝(LSC)区和18 858 bp的小单拷贝(SSC)区,总GC含量为39.13%。(2)该基因组共编码127个基因,包括83个蛋白质编码基因(PCGs)、36个转运RNA基因(tRNAs)和8个核糖体RNA基因(rRNAs); 共鉴定出92个SSR位点,其中大部分是A/T组成的单核苷酸重复序列; 密码子适应指数(CAI)为0.166,有效密码子数(ENc)为54.68; 猴樟与近缘种的叶绿体基因组主要在IR区和2个SC区边界上存在一定的差异。(3)24种樟亚科植物的系统发育树显示,猴樟与樟树亲缘关系最近,同时支持了樟属-甜樟属分支(Cinnamomum-Ocotea Clade)、月桂属-新木姜子属分支(Laurus-Neolitsea Clade)、润楠属-鳄梨属分支(Machilus-Persea Clade)的建立。该研究丰富了猴樟遗传资源信息,进一步确定了樟亚科主要属的系统发育地位。     

香樟凋落叶分解过程对两种间作作物生长和光合特性的影响

采用盆栽试验方法,探讨了香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶不同土壤添加水平(0 g/盆为CK、25 g/盆、50 g/盆,100 g/盆)对受体作物小白菜(Brassica chinensis)、莴笋(Lactuca sativa)幼苗生长和光合特性的影响。结果显示:(1)香樟凋落叶分解对两种作物的地径、株高、生物量、叶片数和叶面积均有明显的抑制作用,且抑制效应随凋落叶添加量的增加而增强,但随着分解时间的延长其抑制作用逐渐减弱甚至表现为促进作用。(2)香樟凋落叶分解对两种作物的光合色素含量均有明显的抑制效应,并随凋落叶添加量的增加抑制作用增强,且持续时间延长。(3)经凋落叶处理的两种作物叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、水分利用率(WUE)总体上均低于CK,而胞间CO₂浓度(C_i)在各凋落叶处理下均高于CK。(4)随着土壤中凋落叶量的增加,两种作物在光饱和以及CO₂饱和状态下的最大净光合速率(P_{n max})、表观量子效率(AQY)、羧化速率(CE)、光呼吸速率(R_p)和暗呼吸速率(R_d)均不断下降,而光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、CO₂饱和点(CSP)、CO₂补偿点(CCP)因受体作物的不同,表现出不同的变化趋势。研究表明,土壤中香樟凋落叶分解释放的化感物质,能通过降低受体作物的光合色素合成和光合能力,限制其营养生长,最终影响生物量积累;相对于莴笋,小白菜对香樟凋落叶分解产生的化感胁迫效应具有更强的耐受性,可能更适宜在香樟林间种植。     

芳樟型樟树果挥发油成分研究

以优选出来的芳樟型樟树为调查对象,采其不同成熟度的樟树果进行挥发油提取,利用气相色谱法(GC)分析和测定樟树果挥发油的化学成分和相对含量。实验结果表明,樟树果的成熟程度不同,其提取率相差不大。但是樟树果的挥发油化学型有与叶油一致的也有不同的,说明樟树个体之间存在较大的变异性。     

樟树人工林凋落物养分含量及归还量对氮沉降的响应

氮沉降的持续增加对陆地生态系统的健康发展构成严重威胁,森林是陆地生态系统中重要的组成部分,大量的氮沉降对其结构和功能造成严重影响。凋落物是森林生态系统养分循环的重要组成部分,它对土壤肥力、森林生态系统养分循环等方面具有重要作用。为了探讨亚热带常绿阔叶森林凋落物对氮沉降增加的响应,在湖南省森林植物园以樟树人工林为研究对象进行模拟氮沉降的实验,实验设置4种氮添加水平CK(0g N m~(-2)a~(-1),对照)、LN(5g N m~(-2)a~(-1)),MN(15g N m~(-2)a~(-1)),HN(30g N m~(-2)a~(-1)),研究氮沉降对樟树林年凋落物量、凋落物养分含量以及归还量的影响。结果表明:不同施氮水平下(CK、LN、MN、HN),樟树林凋落物的年凋落量分别为(4.53±0.32)t hm~(-2)a~(-1)、(3.95±0.28)t hm~(-2)a~(-1)、(3.56±0.41)t hm~(-2)a~(-1)、(4.46±0.48)t hm~(-2)a~(-1),施氮抑制了樟树林的凋落量,且低、中氮处理下差异显著(P0.05);施氮处理后凋落物的养分含量大小顺序为:CNCaKMg,凋落物的碳含量没有显著变化,但氮含量都有所增加,因此,施氮降低了樟树凋落物各组分的C/N比;凋落物中元素的年归还量大小顺序表现为:CNCaKMg,施氮处理对凋落物C、K、Ca、Mg归还量有抑制作用,但对凋落物N归还量表现为促进作用。