云南油杉叶绿体基因组密码子偏好性分析

作者：李江飞; 王瑜; 颜廷雨; 汪啟波; 陈诗; 蔡年辉; 许玉兰^*; 唐红燕^*

来源：中南林业科技大学学报, 2022, 42(04): 30-39.

DOI：10.14067/j.cnki.1673-923x.2022.04.004

• 云南油杉
• 叶绿体基因组
• 密码子偏好性
• 最优密码子

【目的】为了解云南油杉叶绿体基因密码子的偏好性使用模式。以云南油杉叶绿体基因组密码子为研究对象，筛选出41条蛋白编码序列，进行密码子偏好性分析，进一步揭示密码子组成特点及影响密码子偏好的因素，确定其最优密码子，为云南油杉开展叶绿体基因工程提供理论依据。【方法】利用Codon W 1.4.2和CUSP在线软件对云南油杉叶绿体基因密码子进行了中性绘图分析、ENC-plot、PR2-plot分析和对应性分析，分析密码子偏好性的影响因素，并从中得到最优密码子。【结果】云南油杉叶绿体基因组密码子不同位置上的GC含量依次是GC1(49.65%)> GC2(40.66%)> GC3(29.79%)，表明其叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾；叶绿体基因组中大部分编码基因的ENC值> 45；可推断出其密码子的偏性较弱。GC12和GC3的相关系数和回归系数分别为-0.208和-0.206，相关性不显著；ENC频数比值分布在-0.05～0.05间的有21个，这部分基因密码子偏好性主要受突变的影响；云南油杉叶绿体基因组中大部分基因分布在PR2平面图的右下方，即T>A、G> C；说明在云南油杉叶绿体基因组密码子使用模式上，其偏好性更多地受到选择影响，同时亦受到突变因素的影响。对应性分析发现，第1轴存在16.57%的差异，为主要影响因素，与ENC、GC3相关系数为0.097、0.142，均无显著相关关系。最终UUA、CUU、AUU等15个密码子被确定为云南油杉叶绿体基因组的最优密码子。【结论】云南油杉叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾，其密码子偏好性在受到选择影响的同时亦受到突变因素的影响。该结果可为今后开展云南油杉叶绿体基因工程、遗传多样性分析、种源鉴定等研究提供参考依据，同时也为油杉属叶绿体基因组进化机制研究提供理论基础。

• 单位
  西南林业大学