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。     

小红门兰属2种药用植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

目的：明确2种兰科小红门兰属植物叶绿体基因组中密码子的使用偏好性,并探索其影响因素。方法：采用CodonW、CUSP、SPSS等软件,对2种兰科小红门兰属药用植物叶绿体基因组中的密码子进行选择分析。结果：通过对2种小红门兰属药用植物分析,发现2个物种叶绿体基因组密码子中的GC含量为35.8%～37.3%,有效密码子数目为47.10%～47.79%,表明其密码子偏好性较弱。中性绘图、ENC-plot、PR2-plot等研究结果显示,选择和突变是影响2种小红门兰属药用植物叶绿体基因组密码子使用偏好性的主要因素。通过比较相对同义密码子使用度RSCU值和ENC值,获得了65个最优密码子。2种小红门兰属药用植物密码子偏好使用A/T结尾,表明其密码子使用偏好性在很大程度上是由自然选择决定的。对其叶绿体基因组密码子的使用偏好性进行分析,并通过外类群聚类法进行验证,最终确定影响小红门兰属植物基因组密码子偏好的关键因子有9种：GUU、UCA、CCA、ACA、UAA、GAU、UGU、AGA、AGG。结论：本研究可为小红门兰属植物叶绿体基因组异源蛋白表达载体的构建与优化提供理论依据。     

国产槲蕨属药用植物研究进展

简要介绍了槲蕨属的研究现状,包括分布、药理作用、化学成分、生理及人工繁殖等。通过种的分布区和等种线图,可知云贵高原的西南部是该属的分布中心。按照醇溶性、脂溶性和挥发性三大类,对已鉴定出的槲蕨属的61种成分进行了阐述,发现其中属于药用指标性成分的柚皮甙,含量有由南向北递减的趋势。在医药上,槲蕨属植物作为"骨碎补"被广泛使用,有强筋骨、防止链霉素、卡那霉素的毒副作用、降血脂、强心、镇痛镇静等功效。文章最后对槲蕨研究的主要方向作了展望,认为加强研究是资源保护与持续利用的迫切之需。     

槲蕨多糖的提取工艺优化及其抑菌性研究

以槲蕨块茎为材料,采用水提醇沉法提取槲蕨多糖.在单因素考察的基础上,以多糖的得率为响应值,料液比、提取温度、提取时间为自变量,建立数学模型,利用响应面法获得槲蕨多糖的最佳提取工艺.采用纸片扩散法比较了不同浓度多糖的抑菌效果.结果表明:槲蕨多糖最佳提取工艺条件为:料液比1:25,提取时间2.0h,提取温度为85℃,在此优化条件下多糖得率为7.57％,与响应面分析预测值7.61％基本相符.槲蕨多糖对杆菌有明显的抑制作用,对供试球菌无明显抑制效果,多糖最低抑菌浓度为10 mg/mL.     

附生生长的槲蕨

坐落于桃花山南坡的福建师范大学生物工程学院,院园内生长着近百种植物,其中不少是主干胸径1米以上,高20—30米,它们均有七八十年,甚至百余年树龄的古树。樟树是这里的主要树种之一,在这些古老的樟树主干和大树枝上附生着多种蕨类植物,其中槲蕨是最秀丽的一种。除了樟树外,还有尖叶蓝花楹、龙眼、巨盘木、羊蹄甲和破布木等树干上也都能看到槲蕨的踪影。它们附着或悬挂在树干上千姿百态的身姿,构成了一座天然的空中花园。由于这些树木保留了很厚的树皮,这就为槲蕨的生长和繁殖提供了必要的生存环境。它们与树木长期共存,互不侵扰,让我们在赞…     

槲蕨配子体形态发育的扫描电镜观察

该研究以水龙骨科(Polypodiaceae)槲蕨(Drynaria roosii Nakaike)为研究对象,在人工培养条件下,采用扫描电镜观察其配子体发育的全过程,以期从三维立体角度揭示槲蕨配子体各发育阶段中的一些精细结构,为进一步补充部分经典形态学理论提供依据。结果显示:(1)槲蕨孢子萌发过程中原叶体母细胞的初生假根存在两条同时生长的现象。(2)槲蕨配子体的假根膨大及分叉现象普遍,且具有2层细胞壁,基部呈圆孔状结构。(3)槲蕨的原叶体腹面及边缘处毛状体非常发达,且乳突状单细胞毛状体和针状单细胞毛状体混生。(4)精子器释放精子时,盖细胞前后呈不同开裂状态。(5)发现精细胞向游动精子转化可能的限制性结构是细胞膜,细胞膜表面附着有碎屑状物质。(6)观察到腹沟细胞的解体过程是从近颈卵器开口处的细胞膜开始逐渐向四周及其后下方扩展。(7)发现了颈壁细胞在排列顺序和数量上都不稳定的畸形颈卵器、体积正常但无法区分雌雄的性器及体积显著增大呈锥形的泡状败育性器。     

槲蕨配子体发育影响因素的初步研究

主要研究了光照、温度、激素和pH值对槲蕨配子体发育的影响。结果表明：光照强度为2500-35001x、温度为25℃以及pH值为7．0～7．5时最适于槲蕨配子体的生长发育;激素6-BA和NAA浓度为0．5～1．0mg／L时有利于槲蕨配子体的增殖和增长。     

槲蕨根茎总黄酮和柚皮甙的含量测定

槲蕨根茎总黄酮和柚皮甙的含量测定周铜水１李瑞洲２林东武１周荣汉１（１中国药科大学,南京２１００３８,２安徽省医药学校,合肥２３００３１）ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｏｔａｌｆｌａｖｏｎｏｉｄａｎｄｎａｒｉｎｇｉｎｉｎｔｈｅｒｈｉｚｏｍｅｏｆＤｒ...     

药用植物乌蕨配子体发育的观察

药用植物乌蕨(Stenoloma chusanum(L.)Ching)配子体发育周期短而迅速,是一种研究蕨类配子体世代的生理生态和分子生物学等特征的理想试验材料.本文采用原生境腐殖土培养方法对乌蕨的孢子进行人工培养,观察并记录其孢子萌发和配子体发育的过程.结果表明:乌蕨孢子呈黄色,单裂缝,二面体形;孢子萌发为书带蕨型(Vittaria-type).丝状体4～6个细胞,有时具二叉分枝.片状体为长楔形,达6～8个细胞宽.成熟的原叶体为对称心形,裸露,发育为槲蕨型(Drynaria-type),并且具备一定的营养繁殖能力.原叶体上的假根为单细胞且不含叶绿体.精子器为盖裂开放,颈卵器短而直立.利用孢子培养的方法对乌蕨种苗进行人工繁殖,将为保护性开发利用这一重要药用资源奠定基础.     

槲蕨配子体形态发育的研究

用无机培养基和土壤培养基分别培养槲蕨(Drynaria roosii Nakaike)孢子,显微镜下观察孢子萌发及配子体形态发育过程.结果表明:孢子黄色,具单裂缝,赤道面观豆形,极面观椭圆形,不具周壁,孢子外壁局部具大小不一的颗粒状纹饰.接种后10～12 d孢子萌发,萌发类型为书带蕨型,原叶体发育为槲蕨型.接种后20 d左右发育为片状体,片状体形成顶端细胞的时间较晚.毛状体出现在片状体形成之后,数量丰富,多为单细胞,分布于原叶体背腹面及边缘.接种后60 d左右发育形成幼原叶体,成熟原叶体呈心脏形.接种后65 d左右开始有性器官出现,精子器的出现较颈卵器早10 d左右.颈卵器成熟后,颈部常向原叶体基部倾斜或弯曲.原叶体受精后幼胚突破颈卵器生长.     

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,RSCU1的密码子各有29个,其中28个以A、U结尾。(4)中性绘图显示,GC_3与GC_(12)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,且使用模式较为相似,但具有一定的差异,可能与适应环境的进化机制有关。     

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...     

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。     

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。     

Synonymous codon usage in chloroplast genome of Coffea arabica

Synonymous codon usage of 53 protein coding genes in chloroplast genome of Coffea arabica was analyzed for the first time to find out the possible factors contributing codon bias. All preferred synonymous codons were found to use A/T ending codons as chloroplast genomes are rich in AT. No difference in preference for preferred codons was observed in any of the two strands, viz., leading and lagging strands. Complex correlations between total base compositions (A, T, G, C, GC) and silent base contents (A₃, T₃, G₃, C₃, GC₃) revealed that compositional constraints played crucial role in shaping the codon usage pattern of C. arabica chloroplast genome. ENC Vs GC₃ plot grouped majority of the analyzed genes on or just below the left side of the expected GC₃ curve indicating the influence of base compositional constraints in regulating codon usage. But some of the genes lie distantly below the continuous curve confirmed the influence of some other factors on the codon usage across those genes. Influence of compositional constraints was further confirmed by correspondence analysis as axis 1 and 3 had significant correlations with silent base contents. Correlation of ENC with axis 1, 4 and CAI with 1, 2 prognosticated the minor influence of selection in nature but exact separation of highly and lowly expressed genes could not be seen. From the present study, we concluded that mutational pressure combined with weak selection influenced the pattern of synonymous codon usage across the genes in the chloroplast genomes of C. arabica.     

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。     

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。     

长爪栘[木衣]叶绿体基因组特征系统发育及密码子偏好性分析

长爪栘[木衣](Docynia longiunguis Q.Luo & J.L.Liu)是我国特有的栘[木衣]属植物,具有较高的食药用价值.对其叶绿体基因组进行分析,有助于阐明栘[木衣]属内的系统发育关系,为长爪栘[木衣]资源的开发利用及进一步研究奠定基础.结合其近缘种云南移[木衣]叶绿体基因组数据,在进行全序列比对后...     

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。