微小杆菌NOS基因密码子偏好性分析

对微小杆菌NOS基因密码子偏好性进行分析,为后续NOS基因的功能验证及遗传转化等研究提供理论依据。研究表明:微小杆菌NOS基因的密码子偏好性较弱,偏好使用G/C结尾的密码子;比较分析不同细菌NOS基因的密码子偏好性参数,发现不同细菌NOS基因密码子偏好性存在一定差异,整体看,放线菌NOS基因密码子偏好性比蓝藻,厚壁菌门强;与其他细菌NOS基因的CDS序列及RSCU值聚类分析表明,微小杆菌NOS基因与放线菌NOS基因表现出相近的密码子使用偏好性;中性绘图、PR2-plot和ENc-plot分析均表明,自然选择是影响NOS基因密码子偏好性形成的主要因素;与7种模式生物的基因组密码子使用频率比较发现,在异源转化受体选择中,大肠杆菌原核表达系统较酵母菌真核表达系统更适合微小杆菌NOS异源表达,常见5种作物均可作为微小杆菌NOS基因的遗传转化受体,其中水稻更理想。本研究初步揭示了微小杆菌NOS基因密码子使用规律,对后续开展基因功能验证有重要的指导作用,同时也可为生物一氧化氮合成酶进化提供一定科学依据。

微小杆菌冷激蛋白(CSP)基因密码子偏好性分析

对微小杆菌(Exobacterium profundaum)冷激蛋白(CSP)基因(EpCSP)密码子偏好性进行分析,为后续EpCSP基因的功能验证及遗传转化等研究提供理论依据。结果表明:EpCSP基因的密码子偏好性较弱,偏好使用A/T结尾的密码子;比较分析不同物种CSP基因的密码子偏好性参数发现,大多数物种CSP基因密码子偏好使用G/C结尾的密码子;21个物种CSP基因的CDS序列及RSCU值聚类分析表明,微小杆菌与另外20个不同物种CSP基因密码子使用偏好性存在一定差异;中性分析、PR2-plot分析、ENc-plot等都证实了自然选择是影响CSP基因密码子偏好性形成的最主要原因;与7种模式生物的基因组密码子使用频率对比研究表明,在筛选异源转化受体时,作为真核表达系统的酿酒酵母比作为原核表达系统的大肠杆菌更利于EpCSP基因异源表达,而在选择植物遗传转化受体时,拟南芥和小麦比烟草和水稻更适合作为EpCSP基因的遗传转化受体。本研究初步探索了EpCSP基因密码子使用偏好性,对以后开展基因功能验证有重要的指导作用,同时也可为研究微小杆菌分子进化提供一定的理论基础。

玉米AAP基因密码子偏性与进化分析

氨基酸透性酶(AAP)通过参与植物体内氨基酸吸收和转运,从而改变植物生长发育。研究其密码子偏好性,对AAP基因异源表达、功能验证及完善其遗传转化体系具有指导意义。使用Codon W、EMBOSS、Origin 2021以及SPSS等程序软件,对25个物种的AAP基因密码子进行聚类、中性、ENC以及PR2绘图分析,选择玉米AAP最佳异源表达受体及遗传转化受体。结果表明:玉米AAP基因的CAI、ENc、GC值分别为0.269、35.48、65.3%,表明其密码子偏好性较弱,且在编码蛋白过程中偏好以G/C结尾;RSCU聚类分析表明,玉米AAP基因与单子叶禾本科植物的使用偏好性相近,且同源关系也较近;而中性、ENC以及PR2绘图分析显示,玉米AAP基因密码子偏好性受自然选择影响较大;密码子使用频率分析表明,大肠杆菌比酵母表达系统更适合作为玉米AAP基因的异源表达受体,水稻更适合作为遗传转化受体。本研究为今后玉米AAP的功能验证及转基因植物培育等提供了研究基础。

一氧化氮合成酶的基因克隆与功能鉴定

一氧化氮(NO)作为一种极其重要的生物信息分子,其合成依赖于一氧化氮合成酶(NOS),因此NOS在动植物体内发挥着不可替代的作用。本研究通过克隆海洋细菌Exiguobacterium aurantiacum JM-2的一氧化氮合成酶基因,利用Bam H Ⅰ和Hind Ⅲ对目的基因和载体进行双酶切和连接,然后用热激转化法将目的基因转到大肠杆菌Top10和BL-21中,使其成功表达,得到转化菌株,再利用IPTG诱导蛋白表达并进行蛋白纯化,最后对该蛋白的活性进行测定和分析。结果表明,当培养基中IPTG的最佳浓度为0.1 mmol/L、诱导时间为5 min时,NOS活性最大。