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影响鼻疽伯克霍尔德氏菌基因组密码子用法的因素分析

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Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｎｅｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｇｅｎｏｍｉｃｓ　（Ｆｏｒｍｅｒｌｙ　Ａｃｔａ　Ｇｅｎｅｔｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ）　Ａｐｒｉｌ　２００７，３４（４）：３６２—３７２　Ａｖａｉｌａｂｌｅ　ｏｎｌｉｎｅ　ａｔ　ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｃｅｄｉｒｅｃｔ．ｃｏｍ　，，　鬻学　ＳｃｉｅｎｃｅＤｉ　ｒｅｃｔ　

Ｔｈｅ　Ｆａｃｔｏｒｓ　Ｓｈａｐｉｎｇ　Ｓｙｎｏｎｙｍｏｕｓ　Ｃｏｄｏｎ　Ｕｓａｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｇｅ－－　

Ｓｈｅｎｇ　Ｚｈａｏ　一，Ｑｉｎ　Ｚｈａｎｇ　一，Ｚｈｉｈｕａ　Ｃｈｅｎ　，Ｙｉｘｉｎ　Ｚｈａｏ　，Ｊｉｎｃｈｅｎｇ　Ｚｈｏｎｇ　＇①　

１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＬｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ　Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００４１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｊｉｎｇｍｅｎ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｏｆＣｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｎｇｍｅｎ　４４８０００，Ｃｈｉｎａ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ　ｍａｌｌｅｉ　ｉｓ　ｒｅｇａｒｄｅｄ　ａｓ　ａ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｗｅａｐｏｎ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｃｅｎｔｅｒｓ　ｆｏｒ　Ｄｉｓｅａｓｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｓｈａｐｉｎｇ　ｃｏｄｏｎ　ｕｓａｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｅｎｏｍｅ　ｏｆＢ．ｍａｌｌｅｉ　ＡＴＣＣ　２３３４４　ｗｅｒｅ　ｆｉｒｓｔｌｙ　ｒｅｐｏｒｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｔｒｅｎｄ　ｉｎ　ｃｏｄｏｎ　ｕｓａｇｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｂ．ｍａｌｌｅｉ　ｉｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｗｈｉｌｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ　ｍｕｔａｔｉｏｎ　ｂｉａｓ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｔｈｅ　ｗｅａｋｅｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ　ｏｆｅａｃｈ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ａｎｄ　ｇｅｎｅ　ｌｅｎｇｔｈ　ａｒｅ　ｏｎｌｙ　ｔｈｅ　ｍｉｎｏｒ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｌｒｌｅ　ｔｉｍｅ　２１　ｃｏｄｏｎｓ　ｄｅｆｉｎｅｄ　ｆｉｒｓｔｌｙ　ａｓ‘ｏｐｔｉｍａｌ　ｃｏｄｏｎｓ’ｍｉｇｈｔ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｍｏｒｅ　ｕｓｅｆｕｌ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔａｒｇｅｔ　ｇｅｎｅｓ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａ　ｖａｃｃｉｎｅ　ｔｏ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ｇｌａｎｄｅｒｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ　ｍａｌｌｅ　ＡＴＣＣ　２３３４４；ｃｏｄｏｎ　ｕｓａｇｅ；ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　

Ｗｈｅｎ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｄａｔａ　ｓｔａｒｔｅｄ　ｔｏ　ａｃｃｕ—　

ｍｕｌａｔｅ　ｎｅａｒｌｙ　２０　ｙｅａｒｓ　ａｇｏ．ｉｔ　ｗａｓ　ｎｏｔｅｄ　ｔｈａｔ　ＤＮＡ　

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ｂａｃｉｌｌｕｓ　ａｎｄ　ａ　ｈｏｓｔ－ａｄａｐｔｅｄ　ｐａｔｈｏｇｅｎ　ｔｈａｔ　ｄｏｅｓ　ｎｏｔ　ｐｅｒｓｉｓｔ　ｉｎ　ｎａｔｕｒｅ　ｏｕｔｓｉｄｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｅｑｕｉｎｅ　ｈｏｓｔ．功ｅｒｅ　ｈａｖｅ　

ｂｅｅｎ　ｎｏ　ｎａｔｕｒＭｌｙ　ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ　ｃａｓｅｓ　ｏｆ　ｇｌａｎｄｅｒｓ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈ　

Ａｍｅｒｉｃａ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｓｔ　６０　ｙｅａｒｓ，ｂｕｔ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｗｏｒｋｅｒｓ　

ａｒｅ　ｓｔｉｌｌ　ａｔ　ｒｉｓｋ　ｏｆ　ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｂ　ｍａｌｌｅ　ｖｉａ　ｃｕｔａｎｅ－　ＯＵＳ　ａｎｄ　ｉｎｈａｌａｔｉｏｎａｌ　ｒｏｕｔｅｓ．Ｈｕｍａｎ　ｇｌａｎｄｅｒｓ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　

ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ａｓ　ａ　ｐａｉｎｆｕｌ　ａｎｄ　ｌｏａｔｈｓｏｍｅ　ｄｉｓｅａｓｅ　ｆｒｏｍ　

Ｒｅｃｅｉｖｅｄ：２００６——０６—　２９；Ａｃｃｅｐｔｅｄ：２００６—　１０—　１８　①Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｎｇｊｉｎｃｈｅｎｇ５１８＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ；Ｔｅｌ：＋８６—２８—８５５２　２５２８，Ｆａｘ：＋８６—２８—８５５２　２７９９　

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ｍａｓｓ　ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ａｓ　ａ　Ｃｅｎｔｅｒｓ　ｆｏｒ　Ｄｉｓｅａｓｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　

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南欧大戟叶绿体基因组密码子偏好性分析

南欧大戟叶绿体基因组密码子偏好性分析

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不同植物FERONIA基因密码子使用偏好性分析

不同植物FERONIA基因密码子使用偏好性分析

不同植物FERONIA基因密码子使用偏好性分析

作者：赵森 邓力华 陈芬

来源：《江苏农业学报》2020年第05期

摘要：为了了解植物FERONIA（FER）基因在长期进化过程中所形成的密码子使用模式及它们之间的亲缘关系，采用Codon W、CUSP在线程序和SPSS等分析软件对不同植物的FER基因密码子进行碱基组成分析、对应性分析、PR2-Plot分析、中性绘图分析和ENC-Plot分析并进行聚类分析。结果表明，单子叶植物FER基因密码子的平均G+C含量高于双子叶植物，且单子叶植物偏好使用以G/C结尾的密码子，而双子叶植物偏好使用以A/T结尾的密码子。对应性分析结果显示，在单子叶植物、双子叶植物中，向量轴1（Axis 1）可解释的变异分别占总变异的42.25%、28.56%。在单子叶植物中，Axis 1与总G+C含量、GC3含量、G3含量、C3含量呈极显著正相关（P<0.01），而在双子叶植物中则呈极显著负相关（P<0.01）。不同的碱基组成是单子叶植物和双子叶植物形成密码子使用偏好性的重要原因。PR2-Plot分析结果、中性绘图结果和ENC-Plot分析结果表明，自然选择是形成植物FER基因密码子使用偏好性的主要驱动力。基于编码序列（Coding sequence，CDS）构建的系统进化树比基于同义密码子相对使用度（RSCU）得出的聚类分析结果更接近传统的分类结果。本研究结果可为进一步开展植物分子进化和基因工程研究奠定基础。

关键词：FERONIA基因;密码子使用偏好性;分子进化

中图分类号：Q754;Q755文献标识码：A文章编号：1000-4440（2020）05-1073-09

Abstract：To understand the usage pattern of codons formed in the long-term evolutionary

载体 移码突变的原因

载体 移码突变的原因

载体 移码突变的原因

载体的移码突变是指DNA或RNA序列中插入或删除一个碱基，从而导致翻译过程中发生移码（读框发生改变）的突变。移码突变是一种严重的突变形式，它可以导致翻译产物的完全改变，对生物体的正常功能产生严重影响。以下是移码突变发生的一些常见原因：

1. 缺失或插入碱基：当序列中发生插入或缺失一个碱基时，会导致翻译中每三个碱基组成一个密码子的规则失去平衡。这种平移会使后续密码子的翻译发生改变，从而导致移码突变。

2. 复制错误：在DNA复制过程中，酶会将DNA分为两条子链，然后在每条链上合成新的互补链。然而，由于酶的复制错误或环境因素的影响，复制过程中可能会发生错误，并导致碱基插入或缺失，从而引起移码突变。

3. 拼接错误：在转录和剪接过程中，前体mRNA经过剪接形成成熟mRNA。然而，剪接过程中可能出现错误，导致改变剪接的密码子顺序，从而引起移码突变。

4. 突变：突变是指DNA序列中的碱基发生永久性变化。某些突变可以导致移码突变。例如，碱基错配或碱基取代可能导致密码子变化，进而引起移码突变。

5. 基因组重组：基因组重组是指DNA序列的重新排序或重组。在这个过程中，可能会发生片段的插入或缺失，从而导致移码突变。

总之，载体的移码突变可以有多种原因，包括碱基的插入，缺失，复制错误，剪接错误，突变和基因组重组等。这些突变会导致翻译过程中的读框移动，进而对生物体的正常功能产生严重影响。准确了解这些突变的原因有助于研究人员预测和理解移码突变在疾病发生和生物进化中的作用。

菠萝叶绿体基因组密码子偏好性分析

菠萝叶绿体基因组密码子偏好性分析

菠萝叶绿体基因组密码子偏好性分析

作者：杨祥燕 蔡元保 谭秦亮 覃旭 黄显雅 吴密

来源：《热带作物学报》2022年第03期 摘 要：葉绿体基因组密码子偏好性影响基因的表达效率，对于叶绿体基因工程应用及物种遗传改良具有重要的科学意义。为了明确菠萝叶绿体基因组密码子偏好性的使用特征及主要影响因素，本研究以菠萝叶绿体基因组为研究对象，利用生物信息学软件分析其密码子的使用模式和偏好性。密码子偏好性相关参数分析显示：（1）菠萝叶绿体基因密码子的GC含量平均值为38.31%，密码子第1～3位的GC含量平均值分别为46.78%、39.61%、28.53%，密码子前两位的GC平均含量明显高于第3位;（2）有效密码子数（ENC）的取值范围为38.48～61.00，平均值为47.21，其密码子偏性较弱。相关性分析显示：（1）GC1与GC2显著相关，GCall与GC1、GC2、GC3都极显著正相关，GC3与GC1、GC2都不显著相关;（2）ENC与GC1不显著相关，但与GC2和GC3分别显著和极显著相关;（3）密码子数（N）只与GC3显著相关，说明密码子3个位置中第3位碱基组成主要影响着密码子数。RSCU分析显示，29个RSCU>1的密码子中以A结尾有12个、以U结尾有16个、以G结尾有1个。中性绘图分析显示，GC12与GC3的相关系数和回归系数分别为0.065和0.085，二者不显著相关。ENC-plot绘图分析显示，大多数基因分布于标准曲线附近，多数ENC比值分布在–0.05～0.05区间。PR2-plot绘图分析显示，所有基因不均匀分布在平面图的4个区域内，密码子第3位嘧啶T/C的使用频率高于嘌呤A/G。这3种绘图分析综合表明，自然选择和突变作为主要因素，相对均衡地影响菠萝叶绿体基因组的密码子偏好性。最优密码子和RSCU分析显示，29个RSCU>1的密码子及筛选的18个最优密码子绝大多数偏好以A或U结尾。这些研究结果可为外源基因的密码子优化及提高其表达效率提供科学依据。