2.6 最優(yōu)密碼子分析

芒果葉綠體基因組，以△RSCU≥0.08為標(biāo)準(zhǔn)確定了24個高表達密碼子，以A結(jié)尾的8個，以T結(jié)尾的12個，以C結(jié)尾的3個，以G結(jié)尾的1個。結(jié)合芒果葉綠體基因的相對同義密碼子使用度和同義密碼子相對使用度（表4和表5），確定19個最優(yōu)密碼子，分別是GCT、TGT、GAA、TTT、GGT、CAT、ATT、AAA、TTA、CCT、CAA、AGA、CGA、CGT、AGT、TCT、ACT、GTA、CTT。其中以A結(jié)尾的7個，以T結(jié)尾的12個，暗示芒果葉綠體基因組偏愛使用以A和T堿基結(jié)尾的密碼子。

3 討論

隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，測序技術(shù)的持續(xù)更新，基因組數(shù)據(jù)的應(yīng)用為密碼子的偏性研究提供了支持。研究發(fā)現(xiàn)GC含量可反映密碼子使用偏性突變的整體趨勢，密碼子第3位堿基GC3含量可作為密碼子偏好性分析的主要依據(jù)。本研究通過對篩選出的芒果葉綠體基因組的55條密碼序列進行分析發(fā)現(xiàn)，GC3s含量為26.29%，暗示密碼子偏好使用末位堿基為A/T的密碼子。結(jié)果與劍麻、杉木偏好使用末位堿基為A/T的密碼子相似。ENC可判斷基因表達量的高低，當(dāng)其大于35時基因表達水平較低，在編碼氨基酸時，對密碼子的選用偏好性也弱。芒果葉綠體基因組ENC均值為48.14，表明葉綠體基因密碼子偏好性不強。ENC越小，基因的密碼子使用偏好性越強，越偏好使用A/T結(jié)尾的密碼子，這與本實驗RSCU等數(shù)據(jù)揭示的芒果葉綠體基因組第3位密碼子富含A/T的結(jié)論相一致。突變和自然選擇是影響密碼子偏好性使用的主要因素，本研究通過中性繪圖分析顯示，選擇是密碼子偏好性的主要影響因素；通過ENC-plot繪圖分析則發(fā)現(xiàn)，突變是密碼子偏好性的主要影響因素，本研究認(rèn)為芒果葉綠體基因組密碼子的偏好性受突變和選擇2種因素的影響應(yīng)該是相對均衡的。

同義密碼子的偏好使用影響基因的表達，最優(yōu)密碼子可以提高翻譯的效率和準(zhǔn)確率。有研究認(rèn)為，雙子葉植物偏好使用A/T結(jié)尾的密碼子，單子葉植物偏好使用G/C結(jié)尾的密碼子，但也有不同的觀點，如有偏好使用A/T結(jié)尾的單子葉植物如糜子、霍山石斛等。芒果屬于雙子葉植物，本研究通過高表達優(yōu)越密碼子和高頻密碼子相結(jié)合的方法篩選出的19個最優(yōu)密碼子均以A或T結(jié)尾，表明芒果葉綠體基因組偏愛使用以A和T堿基結(jié)尾的密碼子，結(jié)論與雙子葉偏好使用A/T結(jié)尾的密碼子類似。

本研究系統(tǒng)的對芒果葉綠體基因組密碼子的偏好性及影響因素進行了研究，發(fā)現(xiàn)芒果葉綠體基因組偏好使用以A/T結(jié)尾密碼子；突變和選擇均衡的影響密碼子的偏好性使用；研究還確定了19個芒果葉綠體基因組最優(yōu)密碼子。研究結(jié)果為今后芒果分子系統(tǒng)進化、遺傳轉(zhuǎn)化、葉綠體基因工程等方面的研究奠定基礎(chǔ)，為芒果在葉綠體基因組水平上進行分類、性狀改良等提供參考依據(jù)。

相關(guān)鏈接：芒果，氨基酸，霍山石斛，

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