不同植物CHI基因密码子使用特性及其影响因素分析
发布时间：2021-10-10 14:30
查耳酮异构酶（CHI）是类黄酮生物合成早期阶段的一个关键酶,在种皮发育和颜色形成过程中具有重要的调控作用,利用生物信息学软件分析22种植物CHI基因的密码子使用偏好性特点及其影响因素。结果表明:单子叶植物CHI基因偏好以碱基G/C结尾,而双子叶植物对碱基G/C和A/U结尾的偏好程度相似,双子叶植物具有较高的ENC值和较低的Fop值,表明双子叶植物CHI基因具有较弱的密码子偏好性; RSCU值聚类分析显示,AGG、AGA可能为植物CHI基因最优密码子;影响因素分析表明,不同植物CHI基因密码子不同位置的碱基组成差异程度较大,其偏好性主要受自然选择作用中的碱基组成（GC3s、GC12）影响较大,氨基酸平均亲水性（Gravy）对密码子使用偏好也有一定的影响;系统进化显示,大部分亲缘关系较近的物种密码子使用偏性也较相似,但某些传统分类上相似的物种存在一定的差异。
【文章来源】：扬州大学学报(农业与生命科学版). 2020,41(01)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
ENC绘图（ENC-plot）分析
中性绘图（GC12vs GC3s）分析
CUB现象广泛存在于各种生物内及物种间,分析植物密码子使用偏好性有助于开展转基因育种工作,预测基因表达水平,并根据密码子偏好性指标聚类分析对评估不同植物间进化关系具有重要的指导意义[42]。每个生物在长期进化过程中均会形成一种特定的密码子使用模式,且受不同因素的影响,碱基 组成是基因组DNA的一个重要特征,突变和回复突变之间的平衡是影响核苷酸使用频率的决定性因素,且整体GC含量往往反映方向性突变的强弱,尤其是同义密码子的主要差异体现在第3位碱基上(GC3s)[43]。为揭示CHI基因CUB与碱基组成的关系,本研究从不同植物CHI基因密码使用整体情况出发,发现双子叶植物对密码子A/U和G/C结尾使用偏好性基本相同,符合双子植物密码子的使用特性,而单子叶植物(水稻、大麦、玉米)偏好以G/C结尾。本研究结果表明,偏好性越强的基因更倾向于使用G或C结尾的密码子[44]。此外,本研究发现双子叶植物具有较高的ENC值(>40)和较低的Fop值(<0.5)。ENC值被认为是评价基因整体密码子偏爱性用法中最具参考价值的参数之一,目前广泛用于评价基因密码子偏爱性,其取值范围为20 (每个氨基酸只使用一个密码子的极端情况)～61(各个密码子均被平均使用), ENC值越大表明CUB越弱;最优密码子是指在某物种高表达基因中使用频率最高的密码子,也有人将一个氨基酸的最优密码子定义为具有最大数量的反密码子tRNA基因的密码子。 Fop是衡量基因CUB的1个常用指标, Fop值代表最优密码子数占所有同义密码子的比例[33], 其数值从0.36 (基因具有相同的密码子偏好性)～1 (基因具有很强的密码子偏好性)范围内变化[34]。由此可见,双子叶植物CHI基因整体表现为较弱的密码子偏好性。为评估CHI基因在不同植物中的表达水平,本研究结果表明大部分植物CAI值较低(<0.3)和ENC值较高,高表达基因其密码子偏爱程度也大,从而ENC值较小;低表达基因则含有较多种类的稀有密码子, ENC值也较大[32], 密码子适应指数(CAI)常用于评估外源基因在宿主内表达水平,其值越高表明外源基因在宿主内的表达水平越高,由此表明CHI基因在不同植物中表达水平较低,可能与其特定的功能机制有关。图2 中性绘图（GC12vs GC3s）分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]观赏植物DFR基因的密码子使用模式比较[J]. 张加强,朱开元,刘慧春,谭晨,周江华. 分子植物育种. 2019(16)
[2]兰科植物FNR基因的密码子偏好性分析[J]. 李蓉,谢析颖,王雪晶,苏立遥,林玉玲,郭容芳,陈裕坤,赖钟雄,徐涵. 热带作物学报. 2018(06)
[3]橄榄查尔酮异构酶基因CHI的密码子偏好模式[J]. 赖瑞联,冯新,陈瑾,韦晓霞,陈义挺,吴如健. 应用与环境生物学报. 2017(05)
[4]植物CPR基因密码子偏好性及聚类分析[J]. 程丽,李宜奎,李晓丹,钱彬彬,徐晟,夏冰,汪仁. 分子植物育种. 2017(05)
[5]菠萝密码子使用偏好性分析[J]. 陈哲,胡福初,王祥和,范鸿雁,张治礼. 果树学报. 2017(08)
[6]几种植物花分生组织决定基因APETALA1密码子使用模式比较[J]. 吴彦庆,李志远,赵大球,陶俊. 园艺学报. 2017(03)
[7]豆科植物查尔酮合成酶基因密码子偏好性分析[J]. 张家琪,徐悦,李晓冰,李思远,尹哲宁,周嘉裕,廖海. 华北农学报. 2016(06)
[8]猕猴桃CHI密码子偏好性分析[J]. 李崇高,冯新,高敏霞,钟春水,陈文光,刘萍元,陈义挺. 东南园艺. 2016(05)
[9]猪氨肽酶N（APN）基因密码子偏好性分析[J]. 宗秋芳,戴开宇,刘颖,吴正常,吴圣龙,包文斌. 扬州大学学报(农业与生命科学版). 2016(02)
[10]芍药查尔酮异构酶基因（CHI）克隆、密码子偏好性分析以及蛋白结构功能预测[J]. 吴彦庆,赵大球,王静,陶俊. 华北农学报. 2016(02)
本文编号：3428561
【文章来源】：扬州大学学报(农业与生命科学版). 2020,41(01)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
ENC绘图（ENC-plot）分析
中性绘图（GC12vs GC3s）分析
CUB现象广泛存在于各种生物内及物种间,分析植物密码子使用偏好性有助于开展转基因育种工作,预测基因表达水平,并根据密码子偏好性指标聚类分析对评估不同植物间进化关系具有重要的指导意义[42]。每个生物在长期进化过程中均会形成一种特定的密码子使用模式,且受不同因素的影响,碱基 组成是基因组DNA的一个重要特征,突变和回复突变之间的平衡是影响核苷酸使用频率的决定性因素,且整体GC含量往往反映方向性突变的强弱,尤其是同义密码子的主要差异体现在第3位碱基上(GC3s)[43]。为揭示CHI基因CUB与碱基组成的关系,本研究从不同植物CHI基因密码使用整体情况出发,发现双子叶植物对密码子A/U和G/C结尾使用偏好性基本相同,符合双子植物密码子的使用特性,而单子叶植物(水稻、大麦、玉米)偏好以G/C结尾。本研究结果表明,偏好性越强的基因更倾向于使用G或C结尾的密码子[44]。此外,本研究发现双子叶植物具有较高的ENC值(>40)和较低的Fop值(<0.5)。ENC值被认为是评价基因整体密码子偏爱性用法中最具参考价值的参数之一,目前广泛用于评价基因密码子偏爱性,其取值范围为20 (每个氨基酸只使用一个密码子的极端情况)～61(各个密码子均被平均使用), ENC值越大表明CUB越弱;最优密码子是指在某物种高表达基因中使用频率最高的密码子,也有人将一个氨基酸的最优密码子定义为具有最大数量的反密码子tRNA基因的密码子。 Fop是衡量基因CUB的1个常用指标, Fop值代表最优密码子数占所有同义密码子的比例[33], 其数值从0.36 (基因具有相同的密码子偏好性)～1 (基因具有很强的密码子偏好性)范围内变化[34]。由此可见,双子叶植物CHI基因整体表现为较弱的密码子偏好性。为评估CHI基因在不同植物中的表达水平,本研究结果表明大部分植物CAI值较低(<0.3)和ENC值较高,高表达基因其密码子偏爱程度也大,从而ENC值较小;低表达基因则含有较多种类的稀有密码子, ENC值也较大[32], 密码子适应指数(CAI)常用于评估外源基因在宿主内表达水平,其值越高表明外源基因在宿主内的表达水平越高,由此表明CHI基因在不同植物中表达水平较低,可能与其特定的功能机制有关。图2 中性绘图（GC12vs GC3s）分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]观赏植物DFR基因的密码子使用模式比较[J]. 张加强,朱开元,刘慧春,谭晨,周江华. 分子植物育种. 2019(16)
[2]兰科植物FNR基因的密码子偏好性分析[J]. 李蓉,谢析颖,王雪晶,苏立遥,林玉玲,郭容芳,陈裕坤,赖钟雄,徐涵. 热带作物学报. 2018(06)
[3]橄榄查尔酮异构酶基因CHI的密码子偏好模式[J]. 赖瑞联,冯新,陈瑾,韦晓霞,陈义挺,吴如健. 应用与环境生物学报. 2017(05)
[4]植物CPR基因密码子偏好性及聚类分析[J]. 程丽,李宜奎,李晓丹,钱彬彬,徐晟,夏冰,汪仁. 分子植物育种. 2017(05)
[5]菠萝密码子使用偏好性分析[J]. 陈哲,胡福初,王祥和,范鸿雁,张治礼. 果树学报. 2017(08)
[6]几种植物花分生组织决定基因APETALA1密码子使用模式比较[J]. 吴彦庆,李志远,赵大球,陶俊. 园艺学报. 2017(03)
[7]豆科植物查尔酮合成酶基因密码子偏好性分析[J]. 张家琪,徐悦,李晓冰,李思远,尹哲宁,周嘉裕,廖海. 华北农学报. 2016(06)
[8]猕猴桃CHI密码子偏好性分析[J]. 李崇高,冯新,高敏霞,钟春水,陈文光,刘萍元,陈义挺. 东南园艺. 2016(05)
[9]猪氨肽酶N（APN）基因密码子偏好性分析[J]. 宗秋芳,戴开宇,刘颖,吴正常,吴圣龙,包文斌. 扬州大学学报(农业与生命科学版). 2016(02)
[10]芍药查尔酮异构酶基因（CHI）克隆、密码子偏好性分析以及蛋白结构功能预测[J]. 吴彦庆,赵大球,王静,陶俊. 华北农学报. 2016(02)
本文编号：3428561
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3428561.html
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