茶树脂肪氧合酶（LOX）基因家族成员的分子进化及密码子偏好性分析

doi:10.13304/j.nykjdb.2017.0457

中国农业科技导报 ›› 2017, Vol. 19 ›› Issue (12): 43-51.DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0457

茶树脂肪氧合酶（LOX）基因家族成员的分子进化及密码子偏好性分析

周子维1,2§,常笑君1,2§,游芳宁1,2,邓婷婷1,孙云1*,赖钟雄2*

1.福建农林大学园艺学院, 茶学福建省高校重点实验室, 福州 350002; 2.福建农林大学园艺植物生物工程研究所, 福州 350002

收稿日期:2017-07-14 出版日期:2017-12-15 发布日期:2017-08-21
通讯作者: 孙云，教授，博士，博士生导师，研究方向为茶叶加工与生物技术。E\|mail:sunyun1125@126.com；赖钟雄，研究员，博士，博士生导师，研究方向园艺植物的生物技术与遗传资源。E\|mail:laizx01@163.com
作者简介:周子维，博士研究生，研究方向为茶叶加工工程。E-mail:516362137@qq.com。
基金资助:
国家现代农业（茶叶）产业技术体系专项（CARS-19）；福建省重大科技专项（2015NZ0002-1）;国家自然科学基金项目（31270735）资助。

Analysis of Molecular Evolution and Codon Bias of Lipoxygenase (LOX) Gene Family in Tea Tree

ZHOU Ziwei1,2§, CHANG Xiaojun1,2§, YOU Fangning1,2, DENG Tingting1, SUN Yun1*, LAI Zhongxiong2*

1.Key Laboratory of Tea Science in Fujian Provincy, College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002; 2.Institute of Horticultural Biotechnology, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China

Received:2017-07-14 Online:2017-12-15 Published:2017-08-21

摘要/Abstract

摘要： 脂肪氧合酶（lipoxygenase, LOX, EC 1.13.11.12）是一类含有铁离子的血红素双加氧酶，专一催化多元不饱和脂肪酸加氧反应。基于茶树基因组数据，对筛选获得的12个LOX基因家族成员的分子特性、进化规律及密码子偏好性进行分析归纳。理化性质检测结果表明，茶树LOX家族成员中以CsLOX6的开放阅读框（open reading frame, ORFs）最长(2 778 bp)，编码925个氨基酸，蛋白分子量为104.5 kDa。通过氨基酸序列同源比对，构建茶树LOX基因家族成员与26个物种（均系双子叶植物纲）的37个LOX基因的系统发育进化树，结果发现，茶树LOX基因家族成员可被分为9\|LOX亚族（5个）、13\|LOX TypeⅠ亚类（5个）及13\|LOX TypeⅡ亚类（2个），但13\|LOX TypeⅡ亚类中的CsLOX5基因，并不具有转运肽（transit peptide）前导序列。对茶树基因组LOX家族成员基因密码子相对偏好使用度（relative synonymous codon usage, RSCU）及偏好性参数进行分析，结果表明：茶树LOX基因家族成员存在着4个密码子在编码基因上被高频率选用，9个密码子被低频率选用；茶树LOX基因家族成员的密码子选用偏好性普遍较弱，并偏好以A/T作为结尾。此外，以最近邻元素法(Neighbor\|Joining, NJ)对密码子RSCU值进行聚类分析，结果发现，RSCU值的聚类与以编码序列（coding sequences, CDS）构建的系统发育进化树之间，在CsLOX10基因的聚类上存在差异。

关键词: 茶树, 脂肪氧合酶, 基因组, 密码子选用偏好性, 聚类分析

Abstract: Lipoxygenase (LOX, EC1.13.11.12) is a class of non\|heme iron\|containing enzyme specifically catalyzing the dioxygenation of polyunsaturated fatty acids. Based on the tea tree genome, this study analyzed and concluded the molecular characteristics, evolution law and codon preference of 12 members in tea tree genome. The results of physiochemical nature detect showed that CsLOX6 gene had the longest open reading frame (ORF) of 2 778 bp, encoding 925 amino acids, and its protein molecular weight was 104.5 kDa. Compared with amino acid sequences of the other species, the phylogenetic tree between tea tree LOX gene family members and 37 LOX genes from 26 species(all belong to dicotyledoneae) were constructed. The results showed that 5 members belonged to 9\|LOX subtribe, 5 members belonged to 13\|LOX TypeⅠ subclass, and only 2 members belonged to 13\|LOX TypeⅡ subclass. However, as the member of 13\|LOX TypeⅡ subclass, CsLOX5 lacked of transit peptide in its leader sequence. The result of analyzing the relative synonymous codon usage (RSCU) value showed that 4 codons were high\|frequency, and 9 codons were low\|frequency. The results of the analysis of codon bias parameters showed that the bias of codon usage of tea tree LOX gene family was weak, and they prefered to use A/T as their third place of codons. In addition, cluster analysis of RSCU value was made with Neighbor\|Joinin (NJ) method, and it was found that there were differences in CsLOX10 gene clustering between phylogenetic tree based on coding sequences(CDS) and RSCU value clustering.

Key words: tea tree, lipoxygenase, genome, codon preference, clustering analysis

周子维1,2§,常笑君1,2§,游芳宁1,2,邓婷婷1,孙云1*,赖钟雄2*. 茶树脂肪氧合酶（LOX）基因家族成员的分子进化及密码子偏好性分析[J]. 中国农业科技导报, 2017, 19(12): 43-51.

ZHOU Ziwei1,2§, CHANG Xiaojun1,2§, YOU Fangning1,2, . Analysis of Molecular Evolution and Codon Bias of Lipoxygenase (LOX) Gene Family in Tea Tree[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2017, 19(12): 43-51.

[1]	袁进成, 孟亚轩, 孙颖琦, 赵心月, 王凤霞, 刘颖慧. 基于全基因关联分析的代谢组学在植物中的应用[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(9): 12-18.
[2]	李俊杰, 杜蒲芳, 石婷瑞, 侯沛佳, 柴新宇, 赵瑞, 汪妤, 李红霞. 不同基因型小麦苗期耐低氮性评价及筛选[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(7): 21-32.
[3]	苏玥§, 刘娟娟§, 完斌, 张鹏举, 陈正根, 宿俊吉, 王彩香. 乳苣叶绿体基因组特征及其系统发育分析[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(6): 33-42.
[4]	黄婉秋, 石冬冬, 蔡红英, 于大力, 孟昆, 杨培龙, . 白星花金龟幼虫肠道中纤维素降解菌的筛选及其全基因组分析#br#[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(6): 51-58.
[5]	叶江华, 刘德发, 刘国英, 刘扬, 张奇, 徐斌, 吴林春, 贾小丽. 不同等级武夷水仙茶品质和矿质元素差异分析[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(6): 105-112.
[6]	郭佳晖, 白雄辉, 王爱东, 李瑞杰, 石晓鑫, 史勇峰, 李爱莲, 王西成, 王宏富, 郭杰. 黄淮北片冬麦区国家区试冬小麦品种抗寒性鉴定与评价[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(10): 25-34.
[7]	相吉山1,张恒儒2,刘涵1,索良喜2,贾姝婧1,张颖1,史景奇1,胡利喆1,蔡一宁1. 不同生态区谷子种质资源表型比较分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(9): 31-41.
[8]	石玉涛1,郑淑琳1,王飞权1,陈荣冰1,李远华1,张渤1,王涵2,林立2. 武夷名丛茶树种质资源矿质元素含量特征分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(7): 37-50.
[9]	赵虎1,2,王海斌2,3,陈晓婷2,3,王裕华2,张华彬2,丁力2,孔祥海2,师桂英1. 茶树根际土壤氮素组成及其吸收利用效率分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(7): 148-153.
[10]	马硕1,焦悦2,王旭静1,翟勇2,王志兴1*. 高通量测序技术在转基因植物分子特征评价中的应用[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(5): 6-14.
[11]	季凯凯1,宋希强1,陈春国2,李革2,谢尚潜1*. 木兰科叶绿体基因组的密码子使用特征分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(11): 52-62.
[12]	张虎1§,景晓雅2§,孙柳清2,崔爱民1,张鹏华1,单皓1,陈伟2*. 玉米矮花叶病毒分离物基因组克隆及多样性分析[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(9): 36-43.
[13]	王飞权1,冯花1,罗盛财2,陈荣冰1,杨慧珠1,李少华1,张见明3,张渤1,叶江华1. 武夷名丛茶树种质资源农艺性状多样性分析[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(6): 43-54.
[14]	郭嘉贵,石树磊,谢滔,张海涛,赵行健,荆瑞勇,王丽艳*. 基于主成分分析的黑龙江省不同来源地黑木耳营养品质评价[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(6): 94-100.
[15]	李林林1,黄敏升1,崔国贤1,2*,白玉超1,3,李雪玲1,刘楠楠1,崔丹丹1,苏小惠1,王继龙1. 苎麻种质资源农艺性状主成分及聚类分析[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(3): 34-41.

茶树脂肪氧合酶（LOX）基因家族成员的分子进化及密码子偏好性分析

Analysis of Molecular Evolution and Codon Bias of Lipoxygenase (LOX) Gene Family in Tea Tree

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics