植物CPR基因密码子偏好性及聚类分析
本文选题:CPR基因 切入点:密码子偏好性 出处:《分子植物育种》2017年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:细胞色素P450还原酶(cytochrome P450 reductase,CPR)在植物的生长、发育、天然产物的合成和抵御外界刺激的过程中发挥重要作用。本研究通过利用12种植物的36个CPR基因,运用Codon W软件分析密码子的偏好性指标,并分别运用SPSS和MEGA5.0软件进行密码子偏好性和基因聚类分析。结果显示,单子叶植物和双子叶植物CPR基因的有效密码子数(effective number of codons,ENC)范围分别为52.92~58.17和46.85~53.58,密码子偏好性较弱。全部CPR基因位点在ENC绘图中均偏离ENC期望曲线,其密码子偏好性主要是受自然选择压力的影响。单子叶植物和双子叶植物CPR基因对同义密码子的偏好性存在差异;同种植物不同CPR基因的密码子偏好性也不同。在基于基因同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage,RSCU)的聚类中,单子叶植物CPR基因和双子叶植物CPR基因分别聚为一支,更接近于12种植物的传统系统分类,反映了物种的进化关系,可以作为物种系统发育分析的重要补充。在基于基因编码序列(coding sequence,CDS)的系统进化树中,同种植物的CPR基因分别聚到两个支上,一定程度上反映了CPR基因的分类和功能。本研究结果从密码子偏好性和蛋白质水平上说明同种植物的不同CPR基因存在功能与进化差异,为植物CPR基因的分类与演化、功能预测与表达以及植物育种研究奠定了基础。
[Abstract]:Cytochrome P450 reductase (cytochrome P450 reductase) plays an important role in plant growth, development, synthesis of natural products and resistance to external stimuli. Codon W software was used to analyze the codon preference index, and SPSS and MEGA5.0 software were used to analyze the codon preference and gene cluster. The effective codon number of CPR gene in monocotyledonous and dicotyledonous plants was 52.92 ~ 58.17 and 46.85 ~ 53.58, respectively. All CPR loci deviated from ENC expectation curve in ENC mapping. The codon preference of monocotyledonous plant and dicotyledonous plant CPR gene was different from that of dicotyledonous plant. The codon preference of different CPR genes of the same plant is also different. In the cluster based on the relative synonymous codon usage of synonymous codon, the CPR gene and the CPR gene of monocotyledon and dicotyledonous plant were clustered into one branch, respectively. The traditional phylogeny, which is closer to 12 species, reflects the evolutionary relationship of species and can be used as an important supplement to phylogenetic analysis. The CPR genes of the same plant were clustered into two branches to some extent, which reflected the classification and function of the CPR gene. The results of this study show that there are differences in function and evolution of different CPR genes in the same plant from the codon preference and protein level. It lays a foundation for the classification and evolution of plant CPR gene, function prediction and expression, and plant breeding.
【作者单位】: 江苏省中国科学院植物研究所;
【基金】:国家自然科学基金项目(31600074) 江苏省第四期“333高层次人才培养工程”专项资金项目(BRA2015-432) 江苏省自然科学基金项目(BK20160599) 江苏省药用植物研究与开发中心开放基金项目(YY201301)共同资助
【分类号】:Q943.2
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,本文编号:1586188
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