查耳酮異構(gòu)酶（CHI）是類(lèi)黃酮生物合成早期階段的一個(gè)關(guān)鍵酶,在種皮發(fā)育和顏色形成過(guò)程中具有重要的調(diào)控作用,利用生物信息學(xué)軟件分析22種植物CHI基因的密碼子使用偏好性特點(diǎn)及其影響因素。結(jié)果表明:單子葉植物CHI基因偏好以堿基G/C結(jié)尾,而雙子葉植物對(duì)堿基G/C和A/U結(jié)尾的偏好程度相似,雙子葉植物具有較高的ENC值和較低的Fop值,表明雙子葉植物CHI基因具有較弱的密碼子偏好性; RSCU值聚類(lèi)分析顯示,AGG、AGA可能為植物CHI基因最優(yōu)密碼子;影響因素分析表明,不同植物CHI基因密碼子不同位置的堿基組成差異程度較大,其偏好性主要受自然選擇作用中的堿基組成（GC3s、GC12）影響較大,氨基酸平均親水性（Gravy）對(duì)密碼子使用偏好也有一定的影響;系統(tǒng)進(jìn)化顯示,大部分親緣關(guān)系較近的物種密碼子使用偏性也較相似,但某些傳統(tǒng)分類(lèi)上相似的物種存在一定的差異。 

【文章來(lái)源】：揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版). 2020,41(01)北大核心

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【部分圖文】：

ENC繪圖（ENC-plot）分析

中性繪圖（GC12vs GC3s）分析

CUB現(xiàn)象廣泛存在于各種生物內(nèi)及物種間,分析植物密碼子使用偏好性有助于開(kāi)展轉(zhuǎn)基因育種工作,預(yù)測(cè)基因表達(dá)水平,并根據(jù)密碼子偏好性指標(biāo)聚類(lèi)分析對(duì)評(píng)估不同植物間進(jìn)化關(guān)系具有重要的指導(dǎo)意義[42]。每個(gè)生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中均會(huì)形成一種特定的密碼子使用模式,且受不同因素的影響,堿基 組成是基因組DNA的一個(gè)重要特征,突變和回復(fù)突變之間的平衡是影響核苷酸使用頻率的決定性因素,且整體GC含量往往反映方向性突變的強(qiáng)弱,尤其是同義密碼子的主要差異體現(xiàn)在第3位堿基上(GC3s)[43]。為揭示CHI基因CUB與堿基組成的關(guān)系,本研究從不同植物CHI基因密碼使用整體情況出發(fā),發(fā)現(xiàn)雙子葉植物對(duì)密碼子A/U和G/C結(jié)尾使用偏好性基本相同,符合雙子植物密碼子的使用特性,而單子葉植物(水稻、大麥、玉米)偏好以G/C結(jié)尾。本研究結(jié)果表明,偏好性越強(qiáng)的基因更傾向于使用G或C結(jié)尾的密碼子[44]。此外,本研究發(fā)現(xiàn)雙子葉植物具有較高的ENC值(>40)和較低的Fop值(<0.5)。ENC值被認(rèn)為是評(píng)價(jià)基因整體密碼子偏愛(ài)性用法中最具參考價(jià)值的參數(shù)之一,目前廣泛用于評(píng)價(jià)基因密碼子偏愛(ài)性,其取值范圍為20 (每個(gè)氨基酸只使用一個(gè)密碼子的極端情況)～61(各個(gè)密碼子均被平均使用), ENC值越大表明CUB越弱;最優(yōu)密碼子是指在某物種高表達(dá)基因中使用頻率最高的密碼子,也有人將一個(gè)氨基酸的最優(yōu)密碼子定義為具有最大數(shù)量的反密碼子tRNA基因的密碼子。 Fop是衡量基因CUB的1個(gè)常用指標(biāo), Fop值代表最優(yōu)密碼子數(shù)占所有同義密碼子的比例[33], 其數(shù)值從0.36 (基因具有相同的密碼子偏好性)～1 (基因具有很強(qiáng)的密碼子偏好性)范圍內(nèi)變化[34]。由此可見(jiàn),雙子葉植物CHI基因整體表現(xiàn)為較弱的密碼子偏好性。為評(píng)估CHI基因在不同植物中的表達(dá)水平,本研究結(jié)果表明大部分植物CAI值較低(<0.3)和ENC值較高,高表達(dá)基因其密碼子偏愛(ài)程度也大,從而ENC值較小;低表達(dá)基因則含有較多種類(lèi)的稀有密碼子, ENC值也較大[32], 密碼子適應(yīng)指數(shù)(CAI)常用于評(píng)估外源基因在宿主內(nèi)表達(dá)水平,其值越高表明外源基因在宿主內(nèi)的表達(dá)水平越高,由此表明CHI基因在不同植物中表達(dá)水平較低,可能與其特定的功能機(jī)制有關(guān)。圖2 中性繪圖（GC12vs GC3s）分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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