芍药花色调控基因的密码子使用模式及其影响因素分析 被引量：20

1

作者 吴彦庆 赵大球 陶俊 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2368-2378,共11页

【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... 【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,其次进行中性绘图(GC12 vs.GC3)、ENC-GC3s绘图以及PR2(Parity Rule 2)绘图分析,并运用多元统计分析方法探讨突变压力和选择作用对密码子使用模式的影响程度,最后以5%CAI值作为高、低表达样本组,计算这两个样本组的同义密码子相对使用度,利用卡方检验Chi-square test分析两组之间的显著性差异来确定最优密码子。【结果】芍药花色相关基因的密码子GC3s含量为46.37%,大部分基因GC含量主要分布在30%—55%;中性绘图分析表明GC3s与GC12呈极显著的正相关(R2=0.202,P<0.01);ENC-GC3s绘图表明大部分基因分布在标准曲线周围,也有一部分基因分布在标准曲线下方较远的位置,同时大部分基因(ENCexp-ENCobs)/ENCexp比值集中分布在0.0—0.4;PR2绘图分析显示密码子第三位T的使用频率高于A,C使用频率高于G,表明嘌呤(A和G)与嘧啶(T和C)的使用频率并不均衡;对应性分析COA(Correspondence Analysis)表明,第一轴上显示了38.09%的差异,其他3个轴分别为18.42%、15.09%、14.59%,表明芍药花色调控基因的密码子使用模式评价以第一轴(Axis 1)为主;突变压力和选择作用分析发现,第一主轴与GC3s、CAI的相关系数均达到极显著正相关(R2=0.736,P<0.0 展开更多

关键词 芍药 花色调控基因 密码子使用模式 影响因素

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桃基因密码子使用模式及其偏好性分析 被引量：9

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作者 李若愚 张小丹 +4 位作者 马昕怡 郭瑞 颜少宾 金光 周平 《分子植物育种》 CAS 北大核心 2021年第3期799-807,共9页

为深入研究桃密码子使用特征,本研究基于桃(Prunus persica)基因组26873个注释基因编码序列的GC含量特征、有效密码子数(ENC)和同义密码子相对使用频率(RSCU)等参数的计算,统计分析了桃基因组密码子的偏好性及其密码子使用模式。分析结... 为深入研究桃密码子使用特征,本研究基于桃(Prunus persica)基因组26873个注释基因编码序列的GC含量特征、有效密码子数(ENC)和同义密码子相对使用频率(RSCU)等参数的计算,统计分析了桃基因组密码子的偏好性及其密码子使用模式。分析结果表明桃密码子使用具有偏好性,61个密码子中存在4个密码子TCA,ACA,GCA,GAA为桃最优密码子,它们均以A结尾。进一步统计桃与其它9种近缘蔷薇科植物的密码子使用频率,发现近缘种属的密码子使用规律具有一定相似性。研究同时发现桃基因组tRNA基因拷贝数与氨基酸及特定密码子的出现频率呈正相关。这些结果揭示了桃基因组密码子的使用模式,为相关密码子使用机制研究及基因工程改良提供了重要的参考。 展开更多

关键词 桃(Prunus persica) 密码子使用模式 密码子使用偏好性

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金银花大毛花叶绿体基因组密码子的偏好性分析 被引量：5

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作者 张加强 刘慧春 +3 位作者 王杰 许雯婷 周江华 朱开元 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期821-830,共10页

通过分析金银花大毛花叶绿体基因组密码子使用偏好性,探讨影响其密码子偏性形成的主要因素,为金银花系统发育及叶绿体基因组密码子进化研究提供参考。利用生物信息学手段对金银花大毛花50个叶绿体蛋白编码基因的密码子使用偏好性进行分... 通过分析金银花大毛花叶绿体基因组密码子使用偏好性,探讨影响其密码子偏性形成的主要因素,为金银花系统发育及叶绿体基因组密码子进化研究提供参考。利用生物信息学手段对金银花大毛花50个叶绿体蛋白编码基因的密码子使用偏好性进行分析。金银花大毛花叶绿体基因组GC含量为39.18%,有效密码子数(ENc)为48.81,密码子的使用偏好性较弱;GC与GC1、GC2、GC3、GC3s、GC和CAI之间的相关系数均达到显著或极显著水平;同义密码子的相对使用频率(RSCU)大于1的密码子有30个,其中,28个以A/T结尾;综合ENc-plot分析、PR2-plot分析、中性绘图分析及对应性分析表明,在金银花大毛花叶绿体基因组密码子使用偏好性的形成过程中,选择压力和突变及其他因素共同发挥着重要作用。基于相对同义密码子使用分析,确定了30个高频密码子和5个最优密码子,最优密码子均以A或T结尾。本研究明确了金银花大毛花叶绿体基因组密码子使用偏好性受选择压力和突变等因素的共同影响,并筛选出5个最优密码子。 展开更多

关键词 金银花 密码子使用模式 叶绿体基因组 最优密码子

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基于转录组的唐古特白刺密码子偏好性分析 被引量：5

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作者 张得芳 夏涛 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第12期163-170,共8页

通过分析唐古特白刺转录组测序数据,从中筛选出28614条高质量序列为研究对象,利用CodonW、Excel等软件分析密码子偏好性使用规律。结果表明:唐古特白刺有效密码子数值分布在23.71-61之间,小于35的有94条,密码子的偏好性较弱,GC3_(S)的... 通过分析唐古特白刺转录组测序数据,从中筛选出28614条高质量序列为研究对象,利用CodonW、Excel等软件分析密码子偏好性使用规律。结果表明:唐古特白刺有效密码子数值分布在23.71-61之间,小于35的有94条,密码子的偏好性较弱,GC3_(S)的平均含量为37.53%,说明唐古特白刺密码子第3位主要以A、T结尾。中性绘图、ENc-GC3_(S)分析、偏倚分析结果表明,唐古特白刺转录组密码子偏好性主要受突变压力的影响;以ENc值和RSCU值为参考标准,最终确定28个高频密码子(RSCU>1),其中以AU结尾的有25个,以G结尾的有3个,10个最优密码子中,9个以AU结尾,说明唐古特白刺转录组偏好以A/U结尾的密码子。经过对25种植物最优密码子的偏好性分析,真菌类以G/C结尾,双子叶植物多数以A/U结尾,密码子偏好性没有明显的规律性;15种植物的叶绿体基因组最优密码子的GC3_(S)数值在27-29之间,均以A/U结尾,呈现明显选择限制。研究结果为深入了解白刺转录组编码序列的碱基含量、密码子偏向性等基因序列特征提供信息,为有效的利用野生唐古特白刺资源提供理论基础。 展开更多

关键词 唐古特白刺 转录组 密码子使用模式 高频密码子

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赖草属叶绿体基因组密码子偏好性分析

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作者 刘文丽 王智勇 +5 位作者 田春育 杨艳婷 刘倩 冯玉梅 武自念 李志勇 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期14-23,共10页

以16种赖草属植物叶绿体基因组的50条基因序列为研究对象,使用密码子碱基组成分析、中性绘图分析、PR2-plot绘图分析、ENC-plot绘图分析、基因参数相关性分析和聚类分析等多种生物信息学方法分析赖草属叶绿体基因组密码子偏好性,结果表... 以16种赖草属植物叶绿体基因组的50条基因序列为研究对象,使用密码子碱基组成分析、中性绘图分析、PR2-plot绘图分析、ENC-plot绘图分析、基因参数相关性分析和聚类分析等多种生物信息学方法分析赖草属叶绿体基因组密码子偏好性,结果表明:(1)赖草属叶绿体基因组密码子富含A和U,高频密码子也多以A/U结尾。(2)赖草属有效密码子数值在39.81~61.00之间。(3)16种赖草属植物根据聚类分析可分为两组,Leymus multicaulis、Leymus karelinii、Leymus racemosus、Leymus secalinus、Leymus ramosus、Leymus paboanus、Leymus duthiei、Leymus chinensis、Leymus arenarius为一组,Leymus coreanus、Leymus komarovii、Leymus triticoides、Leymus cinereus、Leymus condensatus、Leymus mollis、Leymus angustus为一组。综合分析表明,16种赖草属植物密码子偏好性受多种因素影响,选择作用影响较大,密码子的偏好性较弱,种间进化差异不显著,基因间偏差小。 展开更多

关键词 赖草属 叶绿体基因组 密码子偏好性 聚类分析 密码子使用模式

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昆虫共生菌沃尔巴克氏体(Wolbachia)的wsp基因密码子使用模式分析

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作者 李苗苗 谌苗苗 +3 位作者 姜义仁 石生林 刘彦群 秦利 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期109-115,共7页

沃尔巴克氏体(Wolbachia)主要感染昆虫等节肢动物,是一类革兰阴性共生细菌。为探讨昆虫纲共生菌Wolbachia的系统发育,研究Wolbachia基因组中进化速度较快的外膜蛋白基因wsp的密码子使用模式及影响因素,统计分析该基因的GC含量(GCall、GC... 沃尔巴克氏体(Wolbachia)主要感染昆虫等节肢动物,是一类革兰阴性共生细菌。为探讨昆虫纲共生菌Wolbachia的系统发育,研究Wolbachia基因组中进化速度较快的外膜蛋白基因wsp的密码子使用模式及影响因素,统计分析该基因的GC含量(GCall、GC1、GC2、GC3、GC3s)、有效密码子数(ENc)、相对同义密码子使用度(RSCU)等指标。结果显示:昆虫纲共生菌Wolbachia的wsp基因密码子偏好性均不强,昆虫纲不同目间共生菌Wolbachia的wsp基因碱基组成及ENc值差异较小;多数基因数据点沿标准曲线或在其附近分布,突变对碱基组成的影响较弱;18种由多个密码子编码的氨基酸中有11种氨基酸的偏好性密码子在昆虫纲7个目及对照蛛形纲1个目间均相同,有2种氨基酸的偏好性密码子在7个目间相同,这些密码子均以A/U结尾;供分析的140个wsp基因中仅编码6个半胱氨酸(Cys);对应分析中第1、第2向量轴贡献率均不高,分别为13.53%和12.49%,均与碱基组成(GC1、GC2、GC3)显著相关。综合各项分析认为,Wolbachia的wsp基因密码子偏好性不具有宿主分类特异性,密码子使用模式主要受碱基组成影响,而碱基组成主要受选择影响。 展开更多

关键词 昆虫共生细菌 沃尔巴克氏体 外膜蛋白基因 碱基组成 密码子使用模式

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杆状病毒与昆虫和沙雷氏菌间的几丁质酶基因密码子使用模式分析

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作者 石生林 张莹 +2 位作者 周敬林 刘彦群 秦利 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期264-269,共6页

为阐明杆状病毒几丁质酶基因（v-Chi A）密码子使用在病毒基因组进化的基因水平转移中发生的适应性变化,比较分析了杆状病毒v-Chi A与昆虫几丁质酶基因（Chi-h）、沙雷氏菌几丁质酶基因（Chi A）以及杆状病毒以lef-8、lef-9和polh/gran... 为阐明杆状病毒几丁质酶基因（v-Chi A）密码子使用在病毒基因组进化的基因水平转移中发生的适应性变化,比较分析了杆状病毒v-Chi A与昆虫几丁质酶基因（Chi-h）、沙雷氏菌几丁质酶基因（Chi A）以及杆状病毒以lef-8、lef-9和polh/gran基因为代表的基因组（表示为lef8-lef9-pg）的密码子使用模式。结果表明,杆状病毒v-Chi A与昆虫Chi-h的GC含量、GC3s含量、有效密码子数（ENc）及与沙雷氏菌Chi A的GC含量均无统计学差异（P〉0.05）;与杆状病毒lef8-lef9-pg的GC含量、GC3s含量、ENc值以及沙雷氏菌Chi A的GC3s含量、ENc值均有统计学差异（P〈0.05）。杆状病毒v-Chi A与lef8-lef9-pg、昆虫Chi-h和沙雷氏菌Chi A的同义密码子使用均高度相似（相似性系数分别为0.992、0.870、0.862）。选择与突变共同影响杆状病毒v-Chi A和lef8-lef9-pg的密码子使用,而昆虫Chi-h和沙雷氏菌Chi A的密码子使用完全由选择所影响。综上所述,杆状病毒v-Chi A的碱基组成及密码子偏好性与昆虫Chi-h相似,与lef8-lef9-pg不同;密码子使用的影响因素与lef8-lef9-pg相似,与昆虫Chi-h和沙雷氏菌Chi A不同。上述结果从密码子使用角度证实了杆状病毒v-Chi A来源于昆虫Chi-h的水平转移。 展开更多

关键词 杆状病毒 几丁质酶基因 基因水平转移 密码子使用模式

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脑心肌炎病毒多聚蛋白编码区起始与终止区的密码子使用模式

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作者 张瑜 张峰 +1 位作者 王树瑜 孙晓林 《安徽农业科学》 CAS 2013年第22期9202-9204,共3页

文中利用特定区域密码子使用偏嗜性对数公式分析了脑心肌炎病毒(Encephalomyocarditis virus,EMCV)多聚蛋白编码基因的翻译起始区域与翻译终止区域的密码子使用模式。结果表明,EMCV多聚蛋白编码区内翻译起始序列区的同义密码子使用偏嗜... 文中利用特定区域密码子使用偏嗜性对数公式分析了脑心肌炎病毒(Encephalomyocarditis virus,EMCV)多聚蛋白编码基因的翻译起始区域与翻译终止区域的密码子使用模式。结果表明,EMCV多聚蛋白编码区内翻译起始序列区的同义密码子使用偏嗜性的正负偏差总体是平衡的,但几种在整体多聚蛋白质编码区域内使用为负偏嗜的稀有密码子却倾向于出现于编码起始区和终止区。这一有趣的现象,可利用"稀有密码子调控假说"来解释为EMCV开放阅读框两端的稀有密码子偏好性使用对整体阅读框的表达具有负调控作用。该研究说明"稀有密码子调控假说"不仅适用于细菌,而且也适用于一些RNA病毒基因组。 展开更多

关键词 脑心肌炎病毒 翻译起始区 翻译终致区 密码子使用模式

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蓖麻蚕核型多角体病毒和柞蚕核型多角体病毒的密码子使用模式分析

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作者 石生林 张莹 +4 位作者 王国宝 王勇 刘彦群 杨瑞生 秦利 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期77-83,共7页

蓖麻蚕核型多角体病毒(Phcy NPV)是柞蚕核型多角体病毒(Anpe NPV)的变种,不能感染柞蚕。通过病毒基因组GC含量、GC3s含量、有效密码子数、相对同义密码子使用度、密码子偏好参数的计算及ENc-plot分析、中性绘图分析、对应分析等,比较Phc... 蓖麻蚕核型多角体病毒(Phcy NPV)是柞蚕核型多角体病毒(Anpe NPV)的变种,不能感染柞蚕。通过病毒基因组GC含量、GC3s含量、有效密码子数、相对同义密码子使用度、密码子偏好参数的计算及ENc-plot分析、中性绘图分析、对应分析等,比较Phcy NPV和Anpe NPV的密码子使用模式。Phcy NPV、Anpe NPV分别只有1个和4个ORF的密码子偏好性较强。与Anpe NPV比较,Phcy NPV少数ORF的GC含量、GC3s含量、有效密码子数量和密码子偏好参数变化较大,但2种病毒ORF组间的GC含量、GC3s含量、有效密码子数和密码子偏好参数均无统计学差异(P=0.135、P=0.189、P=0.192、P=0.200)。2种病毒ORF组间,由同义密码子编码的18种氨基酸的密码子使用均无统计学差异(P>0.05),鉴定的17种偏好性密码子也均相同。GC碱基组成是影响2种病毒ORF组密码子使用模式的主要因素,而自然选择对GC碱基组成的影响大于突变压力,但2种病毒间自然选择的影响程度无统计学差异(P=0.770)。Phcy NPV在适应新宿主蓖麻蚕的进化过程中密码子使用模式变化较小,尚不能通过密码子使用模式分析解释杆状病毒在不同宿主间的交叉感染机制。 展开更多

关键词 蓖麻蚕核型多角体病毒 柞蚕核型多角体病毒 密码子偏好性 密码子使用模式 适应性

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同义密码子使用模式对多肽链共翻译折叠的影响研究进展

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作者 汪梦竹 胡欣妍 +2 位作者 杨宣叶 高明阳 周建华 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期3146-3158,共13页

同义密码子使用模式作为核苷酸与氨基酸的纽带,其多样性介导了核糖体扫描速率,同时扩充了基因的遗传信息存储量。随着新型技术的应用,发现特异性密码子和密码子结合力可调节核糖体扫描速率并影响蛋白质构象。同义密码子使用模式通过多... 同义密码子使用模式作为核苷酸与氨基酸的纽带,其多样性介导了核糖体扫描速率,同时扩充了基因的遗传信息存储量。随着新型技术的应用,发现特异性密码子和密码子结合力可调节核糖体扫描速率并影响蛋白质构象。同义密码子使用模式通过多种方式在不同环节影响着核糖体扫描速率,同时还影响着自身mRNA的稳定性。本文简述了密码子使用模式如何在核糖体扫描翻译mRNA的过程中实现对多肽链翻译延伸的调控,为今后生物工程学领域如何优化蛋白高效表达提供可参考的思路与理念。 展开更多

关键词 同义密码子使用模式 遗传信息 基因表达 核糖体扫描 TRNA

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7种昆虫质型多角体病毒基因组密码对的使用模式分析

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作者 石生林 孙影 +2 位作者 姜义仁 杨瑞生 秦利 《蚕业科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期63-69,共7页

质型多角体病毒(cypoviruses,CPV)是昆虫常见病原微生物。采用生物信息学方法对7种昆虫CPV基因组编码序列进行密码对使用模式分析,探究昆虫CPV基因组特征。分析结果表明:昆虫CPV基因组中密码对的使用是非随机的,密码对组合NNA→ANN、NNG... 质型多角体病毒(cypoviruses,CPV)是昆虫常见病原微生物。采用生物信息学方法对7种昆虫CPV基因组编码序列进行密码对使用模式分析,探究昆虫CPV基因组特征。分析结果表明:昆虫CPV基因组中密码对的使用是非随机的,密码对组合NNA→ANN、NNG→GNN、NNU→CNN、NNU→UNN中的多数密码对是CPV负偏好性密码对,密码对组合NNA→CNN、NNA→UNN、NNG→CNN、NNU→GNN中的多数密码对是CPV正偏好性密码对;残值最高的10个密码对与残值最低的10个密码对中有4个共用密码子(AAA、AAG、GAU、UAU),进一步说明密码对使用的偏好性;不同CPV间的基因组密码对使用偏好性程度相近,但极端偏好性密码对种类不同。同一电泳型CPV在聚类分析中的距离较近,说明同一电泳型CPV的基因组密码对使用模式相似,并且系统发育分析结果与基于密码对使用模式的聚类分析结果一致,说明CPV基因组密码对使用模式分析可用于研究其基因组进化。昆虫CPV基因组密码对使用具有偏好性,这种偏好性是其基因组特征的一种表现。 展开更多

关键词 质型多角体病毒 密码对使用模式 聚类分析 系统发育

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