澳洲坚果光壳种叶绿体基因组的密码子使用偏好性及其影响因素分析

为确定澳洲坚果光壳种(Macadamia integrifolia Maiden&Betche)叶绿体基因组密码子偏好性形成的主要影响因素,本研究通过其叶绿体基因组的51条蛋白编码序列,系统分析其密码子的使用模式及其特征.密码子偏好性参数分析结果显示,叶绿体基因密码子3位碱基的GC含量次序为GC1>GC2>GC3;有效...     

思茅松叶绿体基因组密码子偏好性分析

密码子偏好性(codon usage bias)是指同义密码子的使用频率不同的现象,该现象广泛存在于植物中.本研究利用Codon W 1.4.2和CUSP软件分析思茅松(Pinus kesiya var.langbianensis)叶绿体基因组的45条CDS,结果显示思茅松叶绿体基因组密码子第三位碱基的GC含量为29.63％,偏好以AT碱基结尾;ENC值在37.66～60.30之间,且ENC值＞45的CDS有37个,占总参试基因的82.22％;GC1、GC2、GC3与GCall均为极显著相关,GC3与ENC呈显著相关.中性绘图分析显示GC12和GC3的相关系数为-0.1114,回归系数为-0.1111;ENC-plot软件分析显示大部分基因与标准曲线的距离较远;PR2-plot软件分析显示思茅松叶绿体基因组在密码子的碱基使用频率方面,T＞A,G＞C.这些说明思茅松叶绿体基因密码子偏好性的主要影响因素为选择,突变的作用较小.本研究为思茅松种源选择、系统发育等研究提供科学依据.     

滇楸叶绿体基因组密码子偏好性分析

为分析滇楸(Catalpa fargesii)叶绿体基因组密码子的使用模式,本研究以滇楸叶绿体基因组密码子为研究对象,筛选出了38条蛋白编码序列,并利用CodonW和CUSP在线软件对其进行了中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot分析。结果表明：滇楸叶绿体基因组密码子平均GC含量为39.03%,不同位置上的GC含量依次是GC₁(47.51%)>GC₂ (40.80%)>GC₃(28.78%),说明叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾;其有效密码子数(effective number of codons, ENC)的范围为34.93～55.78,平均值为46.61,有25个ENC值大于45,表明其密码子的偏好性较弱;同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage, RSCU)分析表明,RSCU>1的密码子中有30个以A或U作为结尾,说明其密码子偏好以A和U结尾;中性绘图分析显示,GC₁₂和GC₃的相关性不显著...     

紫花苜蓿叶绿体基因组密码子偏好性分析

为分析紫花苜蓿叶绿体基因组密码子偏好性的使用模式,该文以紫花苜蓿叶绿体基因组中筛选到的49条蛋白质编码序列为研究对象,利用CodonW、CUSP、CHIPS、SPSS等软件对其密码子的使用模式和偏好性进行研究。结果表明:(1)紫花苜蓿叶绿体基因的第3位密码子的平均GC含量为26.44%,有效密码子数(ENC)在40.6～51.41之间,多数密码子的偏好性较弱。(2)相对同义密码子使用度(RSCU)分析发现,RSCU>1 的密码子数目有30个,以A、U结尾的有29个,说明了紫花苜蓿叶绿体基因组A或U出现的频率较高。(3)中性分析发现,GC3与 GC12的相关性不显著,表明密码子偏性主要受自然选择的影响; ENC-plot 分析发现一部分基因落在曲线的下方及周围,表明突变也影响了部分密码子偏性的形成。此外,有17个密码子被鉴定为紫花苜蓿叶绿体基因组的最优密码子。紫花苜蓿叶绿体基因组的密码子偏好性可能受自然选择和突变的共同作用。该研究将为紫花苜蓿叶绿体基因工程的开展和目标性状的遗传改良奠定基础。     

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。     

沙枣叶绿体全基因组序列及其使用密码子偏性分析

该研究以2株野生沙枣(Elaeagnus angustifolia Linn.)嫩枝经温室水培后的嫩叶为材料,采用CTAB法分别提取总DNA,并利用第二代测序技术进行总DNA从头测序,组装后得到2株沙枣叶绿体基因组全序列,并详细分析了其蛋白质编码基因密码子使用的偏好性及其原因,为沙枣叶绿体基因工程和分子系统进化等研究奠定基础。结果显示:(1)组装得到沙枣叶绿体基因组序列全长150 546 bp,由长度为81 113 bp的长单拷贝(LSC)区域和25 494 bp的短单拷贝(SSC)区域,以及1对分隔开它们的长18 445 bp的反向重复序列(IRS)组成;注释共得到132个基因,包括86个蛋白编码基因、38个tRNA基因和8个rRNA基因。(2)沙枣叶绿体基因组蛋白编码基因密码子的第三位碱基GC含量(GC_3)为28.47%,明显低于整个叶绿体基因组GC含量(37%),也低于第一位(GC_1)和第二位(GC_2)碱基的GC含量,说明密码子对AT碱基结尾有偏好性;其中, UCU、CCU、UGU、GCU、CUU、GAU、UCA和UAA为最优密码子。(3)同义密码子相对使用频率(RSCU)分析发现,影响密码子使用模式的因素并不单一,密码子的偏好性受到突变、选择及其他因素的共同影响,并且自然选择表达引起的序列差异比突变对密码子偏好性的影响要显著;中性绘图分析、有效密码子数(ENC-plot)分析和奇偶偏好性(PR2-plot)分析表明,沙枣叶绿体基因组使用密码子的偏性受选择的影响更大。(4)通过最大似然法、最大简约法和贝叶斯方法对胡颓子科6个物种和1个枣的叶绿体基因序列构建系统发育树,与它们使用密码子偏性聚类的结果一致,表明叶绿体基因组使用密码子偏性与物种的亲缘关系相关。     

桃儿七叶绿体比较基因组学分析

为探究桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)不同叶绿体基因组特征,本研究以桃儿七5个叶绿体基因组为研究对象,借助生物信息学工具进行基因组图谱构建、重复序列分析、密码子偏好分析、反向重复序列区(inverted repeat, IR)/单拷贝区(single-copy, SC)边界分析、基因组序列比较分析及系统发育分析。结果表明:桃儿七5个叶绿体基因组全长为157 203–157 940 bp,为典型的叶绿体四分体结构,共注释出133–137个基因,说明桃儿七叶绿体基因组具有多样性。桃儿七不同叶绿体基因组简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)位点不同,单核苷酸A/T占主要优势,散在重复序列包括正向重复、回文重复和反向重复3类。密码子偏好分析显示有效密码子(effective number of codon,ENc)值为51.14–51.17,密码子偏好性弱,GC与GC3s所占比例小于50%,密码子偏向使用A和U碱基并且以A和U碱基结尾。桃儿七5个叶绿体基因组IR/SC边界和基因组序列均比较保守。系统发育分析结果表明桃儿七和北美桃儿七亲...     

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。     

滇黄精叶绿体全基因组序列及其密码子使用偏性分析

为探究滇黄精(Polygonatum kingianum)叶绿体全基因组特征和密码子使用偏性,利用第二代测序技术对滇黄精嫩叶进行测序,再经组装与注释后得到其叶绿体基因组全序列,通过MISA、EMBOSS和CodonW等软件对滇黄精叶绿体全基因组的SSR位点、系统发育及密码子偏好性进行分析。结果表明,滇黄精完整叶绿体基因组长度为155 852 bp,基因组平均GC含量为37.7%,其大、小单拷贝区(LSC)长度分别为84 633和185 25 bp,反向重复区长度为26 347 bp,注释了132个基因,包括86个蛋白编码基因、38个tRNA基因和8个核糖rRNA基因。叶绿体基因组中共有69个SSR位点,绝大多数属于单碱基重复的A/T类型。系统发育分析表明滇黄精与格脉黄精(P. tessellatum)亲缘关系近,可能与分布地域有关。密码子偏好性分析表明,滇黄精叶绿体基因组密码子使用模式受到自然选择影响大于突变因素,最终确定9个最优密码子。因此, 滇黄精叶绿体基因组遗传结构和系统发育位置及其密码子偏倚的分析,为叶绿体基因工程研究提供理论依据。     

两种梧桐叶绿体基因组密码子使用偏性分析

为了分析美丽梧桐、云南梧桐叶绿体基因组密码子的使用偏性,该研究通过筛选美丽梧桐、云南梧桐叶绿体基因组中各52条蛋白编码序列,并利用CodonW、CUSP和SPSS软件对其密码子使用模式及偏性进行了分析。结果表明:(1)美丽梧桐、云南梧桐的GC含量分别为38.12%、38.05%,表明叶绿体基因组内富含A/T碱基。(2)有效密码子数(ENC)范围为36.91～56.46、36.55～58.04,表明多数密码子偏性较弱。(3)相对同义密码子(RSCU)分析显示,RSCU>1的密码子各有29个,其中28个以A、U结尾。(4)中性绘图显示,GC₃与GC₁₂的相关性不显著,回归曲线斜率分别为0.195和0.304,说明密码子偏好性主要受到自然选择的影响。(5) ENC-plot分析中大部分基因分布于曲线的周围和下方,ENC比值多分布于-0.04～0.10之间,表明突变会影响密码子偏性的形成。此外,17、18个密码子分别被鉴定为美丽梧桐、云南梧桐的最优密码子。以上结果说明美丽梧桐、云南梧桐叶绿体基因组的密码子使用偏性可能受选择和突变共同作用,且使用...     

施氮及不同根系分隔模式对尾叶桉和降香黄檀幼苗生长及叶片生理特性的影响

豆科与非豆科树种混交作为一种人工林培育可持续发展模式,在保证木材产量和维持氮素平衡中发挥了重要作用。该研究通过大棚盆栽试验,设计3个施氮水平(0、3、6g·株-1)及3种根系分隔方式(不隔、网隔、膜隔),分析了不同氮素水平及根系分隔模式对尾叶桉(Eucalyptus urophylla)与降香黄檀(Dalbergia odorifera)植株幼苗生长、叶片生理特性、根系形态及生物量的影响。结果表明:(1)随施氮量的增加,尾叶桉与降香黄檀的苗高、地径均呈递增趋势;不同根系分隔模式下,尾叶桉苗高、地径均在不隔模式下生长最好,降香黄檀则在膜隔模式下生长最好。(2)与不施氮处理相比,施氮3、6g·株-1水平下尾叶桉与降香黄檀叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白含量均显著升高,而丙二醛(MDA)含量则呈降低趋势。(3)尾叶桉与降香黄檀根系的总长度、总表面积、总体积、平均直径、根尖数和比根长均随氮素水平的增加而增加,且各氮素水平间的差异显著;同一氮素水平下,尾叶桉的根系生长总体表现为不隔网隔膜隔,而降香黄檀根系生长则表现为膜隔不隔网隔,且两树种不同分隔模式间差异显著。(4)尾叶桉与降香黄檀各器官生物量及总生物量均随施氮量的增加而增加,并在6g·株-1施氮水平下生物量最大;各器官生物量分配中,尾叶桉各器官生物量所占比例大小依次为:茎(40.59%)叶(32.37%)根(27.04%),降香黄檀各器官生物量所占比例大小依次为:根(47.67%)茎(40.08%)叶(12.25%)。研究表明,尾叶桉与降香黄檀混交一定程度上扩展了根系横向和纵向水平的养分生态位,扩大了根系吸收土壤养分的空间,同时根系互作提高了降香黄檀的固氮能力,对土壤有效氮的产生有较大影响。     

不同产地降香黄檀种子和幼苗性状的变异研究

为了探讨不同产地降香黄檀(Dalbergia odorifera)种子和幼苗的表型性状变异规律,该研究以来源于海南、福建、广西、广东等省/区10个产地降香黄檀的种子及在广西桂林培育的幼苗为材料,采用方差分析、相关性分析和主成分分析对其种子和幼苗生长的9个表型性状进行了比较研究。结果表明:降香黄檀种子和幼苗的表型性状存在较大变异,9个性状间均差异极显著,各性状平均变异系数(CV)为12.50%,变异系数范围在7.94%～18.89%,幼苗生长性状的变异高于种子性状的变异,说明种子性状的稳定性较高。相关分析表明各表型性状间及表型性状与地理-气候因子间均存在不同的相关性,各表型性状与经度、纬度及年降水量均无显著相关性,而海拔、年均温度与年降雨量是影响降香黄檀种子和幼苗性状的主要因子。利用主成分综合得分法,筛选出了3个在种子形态、幼苗生长和萌发情况等方面较好的家系,按综合得分排序分别为仙游产地、儋州产地、尖峰岭产地。研究结果可为降香黄檀优良种质资源的筛选提供科学依据。     

降香黄檀土壤微生物数量的时空动态特征

【目的】研究降香黄檀土壤微生物数量在时间和空间上的动态特征,可为降香黄檀栽培技术的完善提供数据支持。【方法】采用稀释平板涂布法,比较分析降香黄檀根际和非根际土壤微生物三大类群(细菌、放线菌、真菌)数量的季节及垂直分布情况。【结果】(1)降香黄檀根际和非根际土壤均表现为春季细菌、真菌数量较多,冬季细菌数量较少,秋季真菌数量较少;非根际土壤放线菌冬季数量较多,秋季数量较少。(2)细菌的根际效应最为明显,其R/S为0.12~62.96;真菌次之,其R/S为0.22~2.46;放线菌的根际效应较小,其R/S为0.32~1.01。(3)降香黄檀上层土(0~20 cm)的微生物数量普遍高于其他土层;随着土层加深,微生物数量表现为逐渐下降或先下降后升高2种变化趋势。【结论】降香黄檀土壤微生物数量的分布受季节和土层的影响。     

引种降香黄檀和顶果木对石漠化山区土壤磷素转化及其有效性的影响

我国西南岩溶区石漠化严重,植被覆盖率低,土壤贫瘠。植被恢复作为一项重要的生态治理措施,在提高土壤养分有效性,增加生物多样性和改善生态环境等方面发挥着极其重要的作用。以广西马山县经过8年植被恢复的4种样地类型(降香黄檀纯林;顶果木纯林;降香黄檀/顶果木混交林;相邻的天然灌草丛作为对照组)为研究对象,探讨了引进固氮树种(降香黄檀和顶果木)及其种植模式对石漠化山区土壤磷素转化及其有效性的影响。研究结果表明：(1)降香黄檀/顶果木混交林土壤的有机质(SOM)、硝态氮(NO~-₃-N)、有效磷(AP)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)含量均显著高于对照(P<0.05);降香黄檀/顶果木混交林、顶果木纯林和降香黄檀纯林的全磷(TP)相比于对照组更易转化为AP,其中以降香黄檀/顶果木混交林的效果最佳。(2)相关分析结果表明,土壤NH~+₄-N、NO~-₃-N和MBN与AP分别呈显著线性正相关(P<0.05),MBN与MBP呈极显著线性正相关(P<0.01)。(3)引种降香黄...     

南方红壤侵蚀区芒萁叶片对微地形的响应

植物功能性状可以反映植物应对环境变化的响应策略。该文以芒萁为研究对象,主要采用单因素方差分析和冗余分析,比较了3种微地形(沟脊、沟壁、沟底)中环境因子和芒萁叶片功能性状的差异,分析了芒萁对浅沟微地形的响应及其适应策略。结果表明:(1)芒萁叶片功能性状的总体变异程度在0.05～0.47之间,叶厚和叶面积均表现为沟底>沟壁>沟脊(P<0.05),沟壁的叶氮含量显著高于沟脊和沟底,沟脊的叶磷含量显著低于沟壁和沟底,比叶面积和叶碳含量在3种微地形间均无显著差异。(2)沟脊的芒萁通过减小叶面积来降低水分散失进行自我保护,沟壁的芒萁通过增加叶氮含量来提高叶片光合速率而促进生长,沟底的芒萁通过增大叶面积来提高光捕获能力而促进生长。综上结果认为,土壤养分和温湿条件的差异,促使芒萁通过调节营养物质含量和改变叶片形态以更好地适应环境。     

杜仲基因密码子使用模式分析

为了解杜仲基因密码子使用模式,该文以杜仲基因组密码子为研究对象,运用CodonW软件对杜仲的320个蛋白编码基因进行同义密码子相对使用频率(RSCU)分析、ENC-GC3s关联分析编码基因的密码子ENC值、PR2-plot偏倚分析编码基因的密码子碱基使用频率,并运用CUSP软件与Codon Usage Database...     

入侵植物印加孔雀草在不同生境的种群构件生物量及其分配特征

印加孔雀草是中国西藏新近入侵种,其危害已初见端倪,但我国鲜有对其入侵机理的研究.为探究印加孔雀草在异质环境下的种群构件生物量及其分配特征,进一步深入了解其生存策略和易入侵生境.该研究在菜园、果园、路边、荒地和河滩等五种典型入侵生境内对其花果期的种群构件生物量进行了测定和分析,计算了表型可塑性指标值.结果表明:(1)印加...     

海南省降香黄檀害虫种类、分布及危害症状调查

【背景】降香黄檀被确定为海南省省树后,种植面积迅速增大,但对于其病虫害的监测与防控方面的研究较少。【方法】采用人工采集结合灯光诱集的方法,调查降香黄檀种植区的害虫种类,同时对其危害症状进行了详细描述。【结果】海南降香黄檀害虫共计19种,确定了其中18种的学名,并掌握了各害虫的分类学地位、危害部位及症状。害虫在降香黄檀植株各个组织部位均有分布,其中以叶部的分布数量较大,茎干次之。苗期以食叶性害虫居多;5年生以内的植株上蛀干害虫数量显著增多;老龄植株上的茎干害虫较少。【结论与意义】海南省降香黄檀各生育期均有害虫危害,日后仍需加强对其害虫监测与防控技术的研究。     

接种促生菌对尾巨桉—降香黄檀混作幼苗光合生理特性和生长的影响

该试验以盆栽尾巨桉和降香黄檀幼苗为材料,设置BM处理(尾巨桉接种巨大芽孢杆菌,降香黄檀不接种)、RJ处理(降香黄檀接种大豆根瘤菌,尾巨桉不接种)以及对照组(CK,尾巨桉和降香黄檀均不接菌),探究接种2种促生细菌对尾巨桉-降香黄檀混作幼苗的光合生理、生长和生物量积累及分配的影响,明确在混交体系中接种促生菌对促进植物生长的优势。结果显示:(1)BM处理显著降低尾巨桉的叶绿素含量(P<0.05),BM和RJ处理均提高了尾巨桉和降香黄檀的苗高、地径以及叶片的氮素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,但降低了胞间CO_(2)浓度。(2)RJ处理显著提高了尾巨桉及降香黄檀叶片和全株生物量,BM处理仅显著提高降香黄檀根、茎、叶、全株的生物量和尾巨桉叶的生物量(P<0.05)。(3)各接菌处理条件下2种植物幼苗叶片净光合速率与其生物量呈显著正相关。研究表明,接种大豆根瘤菌和巨大芽孢杆菌均促进尾巨桉-降香黄檀混作幼苗的生理代谢,2种促生菌能通过增强光合作用来促进植株生物量的累积;从植株生物量变化来看,接种菌株的利他作用更明显。