科研产出
濒危植物秀丽兜兰叶绿体基因组特征与系统发育分析
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：秀丽兜兰(Paphiopedilum venustum)具有较高的观赏价值和保护生物学价值,野外资源濒临灭绝,叶绿体基因组(cpDNA)具有基因组小、结构稳定、高度的保守性等优点被广泛用于植物系统发育和物种鉴定,了解秀丽兜兰的叶绿体基因组结构,对揭示兜兰属植物的系统进化关系具有重要意义.本研究通过二代高通量测序技术获得秀丽兜兰叶绿体全基因组序列,利用 GeSeq、blast 和 hmmer 软件对叶绿体基因组进行注释,采用 MISA、CodonW、fasttree等生物信息学软件对其基因组结构、基因数目、序列重复、密码子偏好性和系统发育进行分析.结果表明:秀丽兜兰叶绿体基因组结构保守,具有典型的环状四分体结构,一对反向重复区(IRs)将大单拷贝区(LSC)和小单拷贝区(SSC)分开,全长 158 298 bp,GC含量为 35.4%,共注释得到 129 个基因,包括 79 个蛋白编码基因,38 个tRNA基因、8 个rRNA基因和 4 个假基因;检测到 78 个SSR位点,以单核苷酸重复和二核苷酸重复为主,分别占 84.62%和 10.26%,无五核苷酸重复,并且大多由A或T构成;确定了高频密码子 32 个,90.6%都以A或U结尾,编码亮氨酸(Leu)的密码子使用频率最高,而编码半胱氨酸(Cys)的密码子使用频率最低.通过比较 18 个兰科植物叶绿体基因组,构建系统进化树发现,紫花杓兰和西藏杓兰 2 个杓兰属植物被单独聚成一支,兜兰属被分成两大类,其中秀丽兜兰(P.venustum)与同属的紫纹兜兰(P.purpuratum)亲缘关系密切.本研究筛选出的 SSR 和核苷酸多态性能够作为兜兰属植物种质鉴定和遗传多样性的分子标记,可为珍稀濒危植物秀丽兜兰及其近缘种的种质鉴定、系统发育等提供理论依据,为兜兰属植物种群恢复、生物多样性保护、创新利用及新品种选育奠定基础.
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木薯叶绿体基因组密码子偏好性分析
《江西农业学报 》 2022
摘要：利用Codon W等软件,对木薯叶绿体基因组55条蛋白编码序列的密码子进行了分析.发现木薯叶绿体基因组密码子的GC分布不均匀,平均含量为37.81%,其中GC1、GC2、GC3的含量分别为46.64%、39.19%和27.58%;GC3s的平均含量为24.46%,表明木薯叶绿体密码子中A或T的使用频率高于G和C.有效密码子数(ENC)的平均值为47.57,说明木薯叶绿体基因组密码子的偏好性较弱.中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析结果表明木薯叶绿体基因组密码子的使用偏好主要受选择的影响.RSCU>1的密码子共有30个,其中97%的密码子以A或T结尾,再次证明木薯偏爱使用以A或T结尾的密码子.筛选出最优密码子9个,分别是TTG、TCA、CCA、CAT、AAT、GAT、CGA、AGA、GGA.
关键词： 木薯 叶绿体基因组 密码子 使用偏好性 最优密码子
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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
《植物科学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：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;有效密码子数ENC均值为48.80（>阈值45），其密码子偏性较弱; GC3与ENC呈显著相关，影响其偏好性。中性绘图分析结果表明，GC12与GC3的相关系数和回归曲线斜率分别为0.186和0.265，两者相关性不显著。ENC-plot分析发现大部分基因接近于标准曲线，其ENC比值位于-0.05～0.05，与期望值差异较小。PR2-plot偏倚分析表明密码子第3位碱基的使用频率不均等，嘧啶T/C高于嘌呤A/G。RSCU分析发现29个高频密码子、19个高表达密码子及16个最优密码子中绝大多数偏好使用以A或U结尾。系统进化分析结果显示，澳洲坚果光壳种和三叶澳洲坚果（M. ternifolia F. Mueller）的亲缘关系最近。研究结果说明，作为主要因素的自然选择和碱基突变相对均衡地共同影响澳洲坚果光壳种叶绿体基因组较弱的密码子使用偏好性，且影响其偏好性的密码子第3位碱基偏好使用A或U。
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芒果叶绿体基因组密码子使用偏好性分析
《热带作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：本研究利用CodonW、SPSS、Excel软件对芒果叶绿体基因组55条蛋白编码序列的密码子开展了中性绘图、PR2-plot、 ENC-plot和最优密码子分析。结果表明,芒果叶绿体基因的有效密码子（ENC）偏好性不强,分布在35.38～56.56;GC3s含量26.29%,说明密码子末位碱基以A/T结尾为主;ENC与GC3极显著相关。相对同义密码子分析,RSCU>1的密码子有31个,其中,以A和T结尾的29个,表明A和T是基因组偏爱的密码子。中性绘图、PR2-plot和ENC-plot分析表明,芒果叶绿体基因组密码子使用偏好受突变和选择等因素共同作用的影响。通过高频率密码子和高表达优越密码子相结合的方法进行分析,筛选出主要以A和T结尾的芒果叶绿体基因组最优密码子19个,分别是GCT、TGT、GAA、TTT、GGT、CAT、ATT、AAA、TTA、CCT、CAA、AGA、CGA、CGT、AGT、TCT、ACT、GTA和CTT。
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甘蔗叶绿体基因组研究进展
《南方农业学报 》 2013 CSCD
摘要：随着现代分子生物学技术的发展,目前已经完成了多种植物叶绿体基因组的全序列测定,并研究了这些基因的结构、功能与表达。大部分高等植物的叶绿体基因组结构稳定,基因数量、排列顺序及组成上具有保守性。随着甘蔗叶绿体基因组测序工作的完成,为甘蔗叶绿体相关研究奠定了良好基础。文章从甘蔗叶绿体基因组图谱、结构和功能基因、叶绿体RNA编辑以及甘蔗属叶绿体系统进化等方面综合概述了甘蔗叶绿体基因组研究取得的成果,并从甘蔗叶绿体遗传转化、甘蔗及近缘属叶绿体基因组测序和叶绿体基因组cpSSRs开发利用等方面指出甘蔗叶绿体基因组今后的研究方向。
关键词： 甘蔗 叶绿体基因组 RNA编辑 系统进化 叶绿体转化
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甘蔗叶绿体基因组研究进展(英文)
《Agricultural Science & Technology 》 2013
摘要：随着现代分子生物学技术的发展,目前已经完成了多种植物叶绿体基因组的全序列测定,并研究了这些基因的结构、功能与表达。大部分高等植物的叶绿体基因组结构稳定,基因数量、排列顺序及组成上具有保守性。甘蔗叶绿体基因组测序工作的完成为甘蔗叶绿体相关研究奠定了良好基础。文章从甘蔗叶绿体基因组图谱、结构和功能基因、叶绿体RNA编辑以及甘蔗属叶绿体系统进化等方面综合概述了甘蔗叶绿体基因组研究取得的成果,并从甘蔗叶绿体遗传转化、甘蔗及近缘属叶绿体基因组测序和叶绿体基因组cpSSRs开发利用等方面指出甘蔗叶绿体基因组今后的研究方向。
关键词： 甘蔗 叶绿体基因组 RNA编辑 系统进化 叶绿体转化
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