牦牛和普通牛基因组的密码子使用分析

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1、相继公布了普通牛硕士学位论文题目牦牛和普通牛基因组的密码子使用分析作者宋乔乔完成日期2015年3月30日学科门类理学专业遗传学研究方向基因组与生物信息学指导教师钟金城教授学院（系、部）青藏高原研究院授予学位日期年月日AnalysisofcodonusageonBosgrunniensandBostaurusBySONGQiao-qiaoAThesisSubmittedToSouthwestUniversityforNationalitiesInFulfillmentoftheRequirementsFo

2、rMasterDegreeSupervisor:Prof.ZHONGJin-chengInstituteofQinghai-TibetanPlateau,SouthwestUniversityforNationalitiesChengdu,610041,P.R.ChinaMarch2015本研究由以下课题资助：1、国家科技支撑计划课题（2012BAD03B02）2、国家科技支撑计划课题（2012BAD13B06）3、中央高校基本科研业务费专项资金项目（No.11NZYTH03）牦牛和普通牛基因组的密码子

3、使用分析摘要遗传密码和密码子的发现加深了人们对生命本质的认识，促进了分子生物学、分子遗传学等学科的飞速发展。为了解牦牛和普通牛的基因组、基因和密码子使用的特性，本研究以牦牛和普通牛的全基因组数据为材料，首次对牦牛、普通牛基因组的密码子使用特征和影响因素以及牛亚科动物线粒体基因的密码子偏好性进行了分析研究。结果表明：1、牦牛基因组编码区的G+C含量为0.53±0.08，GC3s含量为0.59±0.16；牦牛基因的密码子偏好性更多地受到碱基突变的影响，少数基因的密码子偏好性受到选择的影响；在牦牛基因组中有1

4、8个主要偏爱密码子和5个高频密码子；在牦牛与普通牛、人、小鼠、果蝇、斑马鱼、酵母、水稻、拟南芥和大肠杆菌的1/1000比值中大于等于2或小于等于0.5的密码子分别有0、0、1、8、0、20、3、10、12个。2、普通牛基因组编码区的G+C含量为0.53±0.09，GC3s含量为0.60±0.16；普通牛基因组密码子偏好性更多地受到碱基突变的影响，少数基因的密码子偏好性受到选择的影响；在普通牛基因组中有20个主要偏爱密码子和5个高频密码子。第一轴（Axis1）是解释基因密码子使用偏好性的主要参考轴，对应分

5、析表明普通牛的Axis1轴与G+C含量、GC3s、T3s、C3s、A3s、G3s、ENC、CAI、Seqlen有较强的相关性，与Gravy、Aromo的相关性较弱；CAI值与ENC值呈极显著负相关，与G+C含量、GC3s呈极显著正相关，与G+C含量、GC3s呈极显著负相关；长度为1000～2000bp的蛋白编码基因表达水平较高，密码子偏好性较强；长度为300～1000bp或大于2000bp的蛋白编码基因表达水平较低，密码子偏好性也较低。3、牛亚科动物线粒体基因的ENC值都小于40.50，显示出明显的密码

6、子偏好性。CUA、GUA、UCA等13个密码子的RSCU值均大于1，为牛亚科动物使用相对较多的密码子；在聚类分析中，基于线粒体基因密码子偏好性的聚类结果与基于线粒体基因序列的聚类结果基本一致；聚类分析表明美洲野牛与牦牛聚为一类，爪哇野牛、普通牛、原始牛和瘤牛聚为一类，这与以往的动物学分类结果一致。综上所述，由于受基因突变、选择等多种因素的影响，牦牛、普通牛的基因均有一定的密码子使用偏好性，这些研究结果在今后研究牦牛、普通牛的基因组结构和基因功能，以及与适应性的分析中均值得重视，为进一步的研究提供了基础。

7、关键词：牦牛；普通牛；遗传密码；密码子偏好性IAnalysisofcodonusageonBosgrunniensandBostaurusAbstractThestudyofthegeneticcodeisoffar-reachingsignificancetotheunderstandingofthenatureoflifeandtherapiddevelopmentofmolecularbiology,moleculargeneticsandotherdisciplines.Inthisstudy,

8、softwareswereusedtostudythecorrelationanalysisofgenomecodonpreferenceinyak,genomecodonusagecharacteristicsandinfluencefactorsinbovine,codonusagebiasandclusteranalysisonmitochondrialgenesinbovinaeanimals.Theresultsshowedtha