法螺线粒体全基因组密码子偏好性分析

作者：任童童; 喻达辉; 翟子钦; 谭传港; 何积翠; 尚东维; 陈移波; 白丽蓉^*

来源：南方农业学报, 2022, 53(05): 1379-1387.

• 法螺
• 线粒体基因组
• 密码子偏好性
• 最优密码子
• 自然选择

【目的】分析法螺（Charonia tritonis）线粒体基因组密码子偏好性，探究基因突变和自然选择对密码子偏好性的影响，为法螺属动物类群的系统发育树构建及种质资源保护与遗传改良提供参考依据。【方法】以法螺线粒体全基因组序列为材料，选择以ATG为起始密码子的非重复且长度大于300 bp的11个CDS(Coding DNA sequence)序列，采用CodonW 1.4.2进行密码子偏好性分析，并根据相对使用度差值（△RSCU）>0.08且RSCU在高表达基因库中>1.00的标准筛选出最优密码子。【结果】法螺线粒体基因组密码子第1位GC含量（GC1）的波动范围在35.80%～53.10%，平均为43.54%；第2位GC含量（GC2）的波动范围在32.40%～43.40%，平均为36.11%；第3位GC含量（GC3）的波动范围在23.00%～30.60%，平均为27.79%,GC1和GC2明显高于GC3；同义密码子第3位的GC含量（GC3S）的波动范围在20.90%～29.60%，平均为26.23%，表明密码子第3位碱基以A/U(T)结尾为主；密码子适应指数（CAI）的波动范围为0.096～0.166，平均为0.137；密码子偏好性指数（CBI）的波动范围在-0.212～-0.086，平均为-0.133；最优密码子使用频率（FOP）的波动范围为0.246～0.339，平均为0.306；有效密码子数目ENC的波动范围在44.37～51.69，平均为47.84；总平均亲水性（GRAVY）的变化范围在0.4419～1.4727，平均为0.9501。中性绘图分析、ENC-plot绘图分析及对应性分析均表明，在法螺线粒体基因组密码子偏好性的形成过程中受基因突变和自然选择的双重作用，但以自然选择为主导。综合高表达优越密码子和高频密码子，最终确定出11个密码子为法螺线粒体基因组最优密码子，分别为UUU、CUA、GUA、UAU、CAA、AAA、UCA、CCA、ACA、GCC和GCA，其中有1个密码子以G/C结尾，其余10个密码子均以A/U结尾。【结论】法螺线粒体基因组密码子偏好以A/U(T)结尾，筛选确定的11个最优密码子主要以A/U结尾。法螺线粒体基因组密码子为弱偏好性密码子，自然选择在其偏好性的形成过程中起主导作用。

• 单位
  北部湾大学