油麦吊云杉叶绿体基因组特征及密码子偏性分析

作者：丁淑金; 魏健生; 陆莹玲; 马福仙; 原晓龙^*; 耿云芬^*; 王毅; 张汉尧

来源：中南林业科技大学学报, 2023, 43(04): 156-190.

DOI：10.14067/j.cnki.1673-923x.2023.04.016

• 油麦吊云杉
• 叶绿体基因组
• 密码子偏好性
• 最优密码子

【目的】分析油麦吊云杉cpDNA的特征和密码子偏好性，为云杉属植物叶绿体基因组学提供研究依据。【方法】通过Ilumina HiSeq测序平台对油麦吊云杉cpDNA进行测序，并利用Codon W 1.4.2和CUSP软件对其密码子偏性进行分析。【结果】油麦吊云杉cpDNA是一个全长为124 161 bp的环状DNA分子，与典型的具有保守的四分体cpDNA结构不同，油麦吊云杉cpDNA中存在反向重复区域的丢失，其cpDNA的GC含量为38.7%。油麦吊云杉cpDNA包含113个基因，其中蛋白质编码基因76个，核糖体RNA基因4个，转运RNA基因33个，系统发育分析显示，油麦吊云杉和西加云杉聚为一个独特的分支，油麦吊云杉cpDNA密码子不同位置上的GC含量从低到高依次是GC3(49.39%)<GC2(40.73%)<GC1(30.48%)，表明其cpDNA密码子末位碱基偏好以A和U结尾；油麦吊云杉cpDNA中编码基因的ENC值> 45的占86%，表明其密码子的偏性较弱；GC12和GC3的相关性不显著（r=0.166 4, b=-0.157 7）;ENC频数比值分布在-0.05～0.05的基因频率占比57%，说明油麦吊云杉叶绿体基因组CUB受选择影响的同时也受到其他因素影响；油麦吊云杉cpDNA中大部分基因分布在PR2平面图的右下方，即T> A、G> C，说明在油麦吊云杉绿体基因组密码子的偏好性受选择、突变等因素的影响。最终UCU、AAA、GGU、GCA、GUU、UGU、UCC、CAU、GCU、CGU、GAA和AUU等12个密码子被确定为油麦吊云杉绿体基因组的最优密码子。【结论】油麦吊云杉cpDNA密码子偏好使用A或U结尾的密码子，选择和突变是其CUB的主要影响因素。

• 单位
  云南省林业科学院; 西南林业大学