为探讨粗叶悬钩子(Rubus alceifolius)叶绿体基因组特征及其与同科属植物叶绿体基因组的系统发育关系,本研究采用Illumina HiSeq 4000平台对粗叶悬钩子叶绿体基因组进行了测序、组装和注释,并对其序列特征、密码子偏好性、重复序列、简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)和系统发育进行分析.结果表明,粗叶悬钩子叶绿体基因组总长度为156 266 bp,呈典型的四分体结构,包括大单拷贝区85 874 bp、小单拷贝区18 850 bp和反向互补重复区25 771 bp;共含有基因128个,其中蛋白质编码基因86个,tRNA基因34个,rRNA基因8个.密码子偏好性分析表明,亮氨酸(Leu)的密码子数量最多(5 189个),而半胱氨酸(Cys)的密码子数量最少(590个).从粗叶悬钩子叶绿体基因组中共检测出39个长重复序列及52个SSR位点.系统发育分析表明,粗叶悬钩子与七裂叶悬钩子(Rubus reflexus var.lanceolobus)、越南悬钩子(Rubus co-chinchinensis)、棕红悬钩子(Rubus rufus)聚为一支,亲缘关系最密切.本研究为蔷薇科(Rosaceae)悬钩子属(Rubus)植物的分子标记、物种鉴定、亲属关系解析和遗传多样性分析等研究提供科学依据.

目的:分析2013—2020年人感染H7N9禽流感密码子使用偏好及其影响因素。方法:通过NCBI数据库获得病毒全基因组序列，使用CodonW、EMBOSS、R、Origin 9.0、SPSS 20.0等软件分析病毒的碱基构成、密码子偏好性参数等。结果:H7N9病毒全基因组AU含量高于GC，且AU多出现在密码子末位。2013—2020年AU含量逐渐升高，而GC含量逐渐降低。病毒有效密码子数在48.71~56.17之间，提示病毒密码子使用偏性总体较弱。有效密码子数绘图和密码子适应指数分析显示病毒密码子使用偏好受自然选择和突变压力双重影响，自然选择因素更为明显。结论:人感染H7N9禽流感病毒密码子使用偏好仍处在不断适应人类宿主的演化过程中，第五波疫情及后续毒株与既往毒株相比存在更加适应宿主的变化。

目的:研究拉沙病毒（Lassa virus，LASV）密码子使用偏性及其偏性形成的影响因素，比较LASV和几种表达系统密码子使用频率，为LASV重组亚单位疫苗、mRNA疫苗、DNA疫苗等基因工程疫苗的制备筛选出最优外源表达系统。方法:使用Excel 2007、EMBOSS、CondonW1.4.2、SigmaPlot 14.0、SPSS 22.0等软件分析LASV核心蛋白（nucleoprotein，N）、包膜糖蛋白（envelope glycoproteins，G）、锌结合蛋白（zinc-binding protein，Z）、RNA聚合酶（RNA polymerase，L）蛋白共446条基因序列的密码子偏性及其影响因素，并将LASV密码子使用模式与几种不同表达系统进行比较。结果:LASV的各蛋白编码序列的各位置GC含量存在较大差异，各蛋白平均GC3含量为42.29%~59.47%，ENC均值41.73~52.81，除Z蛋白密码子偏性较强外，N、G、L三种蛋白密码子偏性较弱。4种蛋白RSCU>1的密码子共108个，约占45.76%，其中以A/U结尾占63.9%，GUU、GUG、UCU、UCA、CCU、ACA、GCU、GCA、AGA、AGG为LASV多数蛋白的高频密码子，GCA、AGA为4种蛋白共有的高频密码子。ENC-Plot、中性分析、PR2绘图分析显示，LASV的各蛋白密码子使用偏性受到不同因素影响，其主要因素是自然选择，突变是次要原因。对比分析提示人和酵母菌是LASV较合适的外源表达系统。结论:LASV 4种蛋白偏向使用A/U结尾的密码子，目前自然选择是其偏性的主要影响因素，与常用表达系统密码子偏性比较分析提示人和酵母菌是LASV疫苗制备的最优外源表达。

黄颈亚马逊鹦鹉(Amazona auropalliata)属于《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录11监管物种.为了更好地了解黄颈亚马逊鹦鹉的起源、进化以及在鹦形目中的系统发育地位,本研究使用一代直接测序法获得了黄颈亚马逊鹦鹉的线粒体基因组序列,全长18 679 bp,并针对全序列进行了结构分析.结果表明,黄颈亚马逊鹦鹉线粒体基因组中碱基含量具有明显的AT偏好性,包含13个蛋白编码基因、22个tRNA编码基因和2个rRNA编码基因,除了nad6在L链上以外,其他的蛋白编码基因都在H链上.黄颈亚马逊鹦鹉线粒体基因组有基因重叠现象且排列紧密,重叠序列长度范围从1 bp到6 bp,总长度共17 bp,共计8处;基因间隔序列的长度范围从1 bp到40 bp,总长度共154 bp,共计24处,有7处基因排列无间隙.基于线粒体基因序列分析发现,除了 tRNA中trnC、trnF、trnG和trnH缺少反密码子环,trnP和trnQ缺少TΨC环,trnL-I、trnS-Ⅱ和trnW呈短棒状,其他tRNA具有经典的三叶草二级结构.采用最大似然法(maximum likelihood method,ML)和近邻相接法(neighbor-joining method,NJ)对40种鹦形目物种线粒体全基因组序列构建系统进化树,结果表明黄颈亚马逊鹦鹉与黄冠亚马逊鹦鹉(Amazona ochrocephala)的亲缘关系最近.

目的 分析马尔堡病毒(Marburg virus,MARV)基因组密码子使用偏爱性及其影响因素,为疫苗及特异性抗体的制备提供参考.方法 使用EMBOSS以及Codon W、SPSS 26.0等软件对GenBank数据库中93条MARV编码序列进行分析,用SigmaPlot14.0、Graphpad Prism 9.5软件进行绘图.结果 MARV7种蛋白ENC均值分布在49.84～60.92之间,CAI值接近0.7.RSCU结果显示GCA、AGA、AAU、GAA、GGA、AUU、CCU、ACA是7种蛋白的共有高频密码子,其中具有偏爱性的密码子多以A/U结尾.中性分析、ENC-Plot分析和PR2奇偶分析表明MARV密码子使用偏爱性是由突变压力、自然选择和其它多种因素共同作用形成的,其中自然选择占主导作用.将MARV密码子使用频率与大肠埃希菌、酵母、人和杆状病毒4种常见表达系统进行比较,发现MARV与大肠埃希菌密码子使用频率更为接近.结论 MARV密码子使用偏爱性由多种因素共同作用形成的,自然选择占主导作用.大肠埃希菌表达系统更适合作为马尔堡病毒蛋白的体外表达.

目的 探究百合属Lilium药用植物叶绿体基因组密码子使用偏性及影响因素,为百合属药用植物育种提供理论参考.方法 使用CodonW1.4.2、CUSP、SPSS等软件分析9种百合属药用植物的密码子偏好性.结果 9种百合属植物密码子不同位点的GC含量均小于0.5,且GC1＞GC2＞GC3;其有效密码子数值均大于45.共筛选到21个最优密码子,其中有20个以A/U碱基结尾.PR2-plot分析、ENC-plot分析和中性绘图分析显示,百合属叶绿体基因组密码子偏好性主要受自然选择影响,同时也受突变因素影响.叶绿体蛋白编码序列的系统发育树和相对同义密码子使用度值的聚类分析结果,均支持渥丹Lilium concolor从钟花组独立归并到卷瓣组.结论 9种百合属植物叶绿体基因组密码子偏好性较弱,自然选择是影响密码子偏好性形成的主要因素,渥丹归入卷瓣组更合理.

目的 以牛茄子Solanum capsicoides新鲜叶片为材料,对叶绿体基因组序列进行组装、注释和分析,探究牛茄子的序列特征和同属其他物种的系统发育关系.方法 基于Illumina HiSeq高通量测序,获得牛茄子完整叶绿体基因组序列,利用生物信息学方法进一步对其功能及特征、密码子偏好性、IR区域边界、核苷酸多样性、系统发育关系进行分析.结果 牛茄子叶绿体基因组全长为155465 bp,为典型的四分体结构,总GC含量为37.85％,其中大单拷贝区、小单拷贝区和反向重复序列的长度分别为88265、18462、24369bp;共编码131个基因,包括86个蛋白编码基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因.简单重复序列检测表明,叶绿体基因组包括51个SSR位点,其中以A和T组成的单核苷酸重复次数最多,占45.1％.密码子偏好性分析表明,亮氨酸是使用频率最高的氨基酸,AUU是使用次数最多的密码子,密码子偏向使用A/U结尾.属内叶绿体基因组比较分析显示,IR边界区域相对保守,但仍存在部分基因扩张和收缩等现象;核苷酸多样性分析获得了 4个高突变热点:trnQ-psbK、psbF-psbE、clpP、ycfl,可作为物种鉴定和遗传多样性研究的潜在特征.系统发育分析显示牛茄子和喀西茄的亲缘关系更近,存在姐妹关系.结论 牛茄子叶绿体基因组的组装和系统发育分析,为茄属植物的分类和群体间遗传多样性的研究提供理论依据.

为明确珠子参、羽叶三七和秀丽假人参3 种药用植物叶绿体基因组特征与系统发育关系,该文以秦巴山区 3 种人参属药用植物为研究对象,运用生物信息学技术,分析其叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性,并探讨三者之间的亲缘关系.结果表明:(1)3 种人参属药用植物的叶绿体基因组为典型的四分体结构,序列全长为 156 071～156 104 bp,总 GC 含量为 38.10%,基因组大小相似度较高.(2)均注释到 133 个基因,包括 88 个蛋白编码基因、37 个tRNA基因和 8 个rRNA基因.(3)3 种人参属药用植物叶绿体密码子使用偏好性相似,密码子第 3 位碱基以 A/U 结尾为主,密码子使用模式在受到突变影响的同时,主要受到自然选择的影响.(4)系统发育结果显示,3 种人参属药用植物的亲缘关系较近,并且秀丽假人参同羽叶三七亲缘关系更近.综上认为,秀丽假人参与珠子参基源植物之间存在近缘关系,这项发现对于珠子参中药材的资源开发利用和分子鉴定,以及进一步研究人参属物种的分类、系统发育和进化机制提供了重要依据.

目的 构建结核分枝杆菌Rv2626c蛋白的重组表达载体,在大肠埃希菌(Escherichia coli,E.coli)中表达、纯化后研究Rv2626c重组蛋白的抗原性.方法 将GenBank公布的结核分枝杆菌H37Rv株Rv2626c蛋白的氨基酸序列(登录号:CCP45424.1)按E.coli密码子偏好转换为对应的DNA序列,合成该DNA序列并克隆至pET24a(+)质粒上,构建pET24a(+)-Rv2626c重组质粒,转化至E.coli BL21(DE3)中,以不同的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-thio-galactopyranoside,IPTG)浓度、温度和时间条件下诱导表达Rv2626c蛋白,通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)和蛋白免疫印迹法(Western Blot)对Rv2626c重组蛋白进行鉴定.利用镍螯合亲和层析法纯化Rv2626c重组蛋白并将其免疫青紫蓝兔,制备抗Rv2626c抗血清,采用Western Blot和酶联免疫吸附法分别检测抗血清的特异性和效价.结果 pET24a(+)-Rv2626c重组质粒构建成功.SDS-PAGE检测显示:转入该重组质粒的E.coli经IPTG诱导后表达Rv2626c重组蛋白,分子量约14 500,大小与预期相符;Rv2626c重组蛋白的最佳诱导表达条件为31 ℃ 1.0 mmol/L IPTG诱导表达6h,目的蛋白主要以可溶性形式存在,与Western Blot检测结果一致.Rv2626c重组蛋白免疫青紫蓝兔获得的高免血清特异性良好,经酶联免疫吸附法测定该血清效价为1∶256 000.结论 在E.coli中成功表达结核分枝杆菌Rv2626c蛋白,且纯化的Rv2626c重组蛋白具有较好的纯度和抗原活性,为进一步揭示其生物学功能奠定基础.

越南小花金花茶(Camellia minima)是一种珍稀濒危的金花茶组植物,目前尚未有其叶绿体基因组的相关研究.该研究利用Illumina HiSeq 2000平台对越南小花金花茶进行了叶绿体基因组序列的测序、组装、注释和分析.结果表明:(1)越南小花金花茶叶绿体基因组全长156 961bp,为典型的四分体结构,共注释到136个基因,其中包含87个蛋白编码基因、41个tRNA基因和8个rRNA基因.(2)分析鉴定出66个SSR位点和39个重复序列.(3)密码子偏好使用以A/U结尾的密码子,综合有效密码数(ENC)绘图、PR2-plot和中性分析推测自然选择是影响密码子使用模式的主导因素.(4)边界分析显示ycf1基因的长度和位置在不同金花茶组植物间存在差异.(5)对已发表的金花茶组植物叶绿体基因组的系统发育分析发现越南小花金花茶与小花金花茶聚为一支,亲缘关系最近.该研究结果为探索物种进化和提高外源基因表达提供了重要的参考信息,同时为后续的金花茶组植物的保护和利用提供了理论基础.