水稻品种TN1叶绿体基因组密码子偏好性分析

水稻是我国主要粮食作物之一,叶绿体发育对其生长和产量至关重要。TN1水稻品种的叶绿体基因组分析表明,密码子偏好受到自然选择和碱基突变压力的影响。低GC含量和低ENC值表明基因具有强烈的密码子偏性,且基因表达水平与基因密码子第一位碱基的GC含量密切相关。中性绘图和PR2-plot结果显示自然选择对密码子偏好性的影响,而ENC-plot分析表明突变压力也对密码子偏性有一定影响。此外,最优密码子分析表明叶绿体基因组的密码子偏好以A和U结尾。研究结果为水稻叶绿体基因组密码子使用模式提供了科学依据,对于水稻品种的遗传改良和生产具有重要意义。

甘薯Sporamin基因家族的结构特征及系统进化分析

Sporamin基因编码的特异贮存蛋白约占甘薯块根中蛋白总量的80%,是甘薯作物特性的重要氨基酸来源。Sporamin基因与编码KTI(Kunitz-type trypsin inhibitors)型大豆胰蛋白酶抑制剂的基因具有同源性,其蛋白产物具有胰蛋白酶抑制活性和肿瘤抑制活性。本研究鉴定了甘薯基因组中的Sporamin基因,预测并分析其在基因结构上的特征,并将此结构特征与Sporamin基因系统进化关联分析。研究鉴定发现普通甘薯(6X)具有极少的Sporamin基因,这可能是单倍型拼接的冗余或错误导致。全基因组加倍及共线性的关联分析发现,WGT和串联重复是Sporamin基因大量扩增的最主要因素,同时依赖基因丢失进行遗传资源的平衡控制。系统进化分析揭示了不同甘薯Sporamin基因的亲缘关系及进化速率差异,还发现较少比例的WGT重复基因可能导致Sporamin基因进化速率的加快。特异性基因表达分析发现部分持续高表达的Sporamin基因,蛋白互作分析发现部分Sporamin蛋白的可能作用通路。研究为甘薯Sporamin基因在分子生物学、遗传改良等领域的后续研究提供了数据材料,具有重要的参考价值与指导意义。