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(gè)高表達(dá)密碼子，以A結(jié)尾的8個(gè)，以T結(jié)尾的12個(gè)，以C結(jié)尾的3個(gè)，以G結(jié)尾的1個(gè)。結(jié)合芒果葉綠體基因的相對(duì)同義密碼子使用度和同義密碼子相對(duì)使用度（表4和表5），確定19個(gè)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(gè)，以T結(jié)尾的12個(gè)，暗示芒果葉綠體基因組偏愛(ài)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(cè)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(shì)，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(guò)對(duì)篩選出的芒果葉綠體基因組的55條密碼序列進(jìn)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(dá)量的高低，當(dāng)其大于35時(shí)基因表達(dá)水平較低，在編碼氨基酸時(shí)，對(duì)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(qiáng)。ENC越小，基因的密碼子使用偏好性越強(qiáng)，越偏好使用A/T結(jié)尾的密碼子，這與本實(shí)驗(yàn)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(guò)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(guò)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(duì)均衡的。

同義密碼子的偏好使用影響基因的表達(dá)，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(diǎn)，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(guò)高表達(dá)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(gè)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(ài)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(duì)芒果葉綠體基因組密碼子的偏好性及影響因素進(jìn)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(gè)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(jìn)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(jìn)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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