Page 126 - 《广西植物》2021年第12期
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ԡ Ꭾ ԡ 广জ 西জ 植জ 物 ࿗ϟ 卷
জজ 紫花苜蓿ྉ᤹ᓣʐᔠዞᐹᅳ ᐹᡙᔠצᐹɯ是一种多年生豆科 ᑕᖔ ԡϟᎮɯᖔ从该叶绿体基因组中共获得 Ꭾጢ 条编
牧草ᖔ由于其具有适口性好ܦ蛋白质含量高等优 码蛋白质的基因序列ᤥ 为了更加准确分析密码子
点ᖔ享有 ᥥ 牧草之王ɼ 的美誉 ྉ 杨青川和孙彦ᖔ 偏好性ᖔ首先剔除小于 ሕԡԡ ᤦᡱ 的基因编码序列ᖔ其
ԡϟϟɯᤥ 其栽培范围广布世界各地ᖔ是一种备受关 次选择起始密码子为 ዶఋ᥈ᖔ终止密码子为 ఋዶዶܦ
注的世界性优质牧草ᤥ 李刚ྉԡϟँɯ 研究表明ᖔ以 ఋዶ᥈ܦఋ᥈ዶ 的基因编码序列ᖔ最终一共获得 ࿗ँ 条
紫花苜蓿作为饲料饲养的畜禽ᖔ可以提高畜禽的 序列用于后续的数据分析ྉ 杨国锋等ᖔԡϟጢଫ刘慧
生产繁殖ܦ肉品质以及机体的免疫力ᤥ 近年来ᖔ随 等ᖔԡϟᎮɯᤥ
着我国畜牧业的发展ᖔ对优质牧草的需求量也日 ϓॹԣ 分析方法
益增加ᤥ 但是ᖔ我国紫花苜蓿等牧草产业的发展 ϟϟ 相对同义密码子使用度分析জ 使用 ऊᆍʛᆍႿۼ
相对滞后ᖔ产量不足以满足我国市场需求ᖔ仍需进 软件对筛选出的 ࿗ँ 条序列的相对同义密码子使
口大量牧草ᤥ 这使得紫花苜蓿在我国的种植面积 用度ྉʢᔀᑕᡷᔽᔀ ༁ᢃႿᆍႿᢃቝᆍࣼ༁ ዹᆍʛᆍႿ ࣼ༁ᑕ੫ᔀᖔ ୩ऊВɯ进行
不断增加ᖔ然而ᖔ种植过程中田间病虫害和杂草等 计算ᤥ 当 ୩ऊВ 值等于 ϟᖔ表示该密码子使用无偏
问题却时有发生ᖔ严重时会导致大幅减产和品质 好性ଫ୩ऊВ 值大于 ϟᖔ表示该密码子的使用频率比
下降ᖔ制约 着我国苜蓿产业的发展 ྉ 边佳辉等ᖔ 其他同义密码子高ᖔ反之亦然ྉ୩ၤᑕʢᡱ ᪲ ᓂᔽᖔ ϟँऐᎮɯᤥ
ԡԡɯᤥ 传统的育种方法在解决这些难题时收效 ϟ 中性绘图分析জ 为了分析有关密码子偏好
甚微ᖔ而基因工程育种技术的应用却成功获得了 性的影响因素ᖔ利用 ᥘጶ᥈ዶ ᤃ 软件分别统计密码
大量具有抗病虫和抗除草剂等优良品质的作物材 子 ሕ 个位置的 ᥈ऊ 含量ᖔ᥈ऊϟܦ᥈ऊ 和 ᥈ऊሕ 分别表
料ྉ杨朝国等ᖔԡϟԡଫ郭三堆等ᖔԡϟጢɯᤥ 由于紫花 示为第一位ܦ第二位和第三位密码子的 ᥈ऊ 含量ᤥ
苜蓿为四倍体植物ᖔ遗传背景复杂ᖔ与利用核基因 ᥈ऊሕ༁ 表示同义密码子第三位的 ᥈ऊ 含量ᖔ᥈ऊϟ 则
工程相比ᖔ叶绿体基因工程则具有外源基因可以 表示第一位和第二位密码子的 ᥈ऊ 含量的平均值ᤥ
定点整合ܦ基因拷贝数多ܦ母系遗传等优点ྉ 程霞 中性绘图分析时ᖔ以 ᥈ऊሕ 为横坐标ܦ᥈ऊϟ 为纵坐
英ᖔԡԡ࿗ଫ周菲等ᖔԡϟጢଫȮᔽႿ ᪲ ᧕ᑕႿᔽᔀᖔ ԡϟጢɯᤥ 因 标进行绘图ᤥ
此ᖔ利用叶绿体基因工程引入抗病ܦ抗虫ܦ抗除草 ϟሕ ጶશऊ᥋ᡱᆍᡷ 绘图分析জ 为了进一步分析碱基组
剂等基因到紫花苜蓿中对其进行遗传性状改良ᖔ 成对密码子偏好性的影响ᖔጶશऊ᥋ᡱᆍᡷ 绘图分析以
将对畜牧业的可持续发展具有十分重要的意义ᤥ ᥈ऊሕ༁ 为横坐标ܦ有效密码子数ྉ ᔀᔀዹᡷᔽᔀ Ⴟࣼቝᤦᔀʢ ᆍ
在叶绿体基因工程育种中ᖔ有一个关键的环 ዹᆍʛᆍႿᖔጶશऊɯ为纵坐标进行绘制散点图ᤥ 绘图中的
节就是外源基因的表达ᤥ 有研究表明外源基因的 ጶશऊ 标准 曲线计算公式为 ጶશऊ ᢉ շ ᥈ऊሕ༁ շ ँ ᣰ
表达水平会受到物种密码子偏好性 的 影 响 Џ᥈ऊሕ༁ շྉϟͱ᥈ऊሕ༁ɯ ྉۼʢᔽ੫ၤᡷᖔ ϟँँԡɯᤥ
ྉ ̀ᔀʢ༁ၤᤦᔀʢ੫ ᪲ ۪ᔀᡷʢᆍᖔ ԡԡऐଫ ۪ᆍᡷҴᔽႿ ᪲ ࣼʛᑕᖔ ϟ࿗ 奇偶偏好ᡱᑕʢᔽᡷᢃ ʢࣼᔀ ᕷ ۪ɤ 分析জ 为了评
ԡϟϟଫ͐ࣼᑕ ᔀᡷ ᑕᖔ ԡϟጢɯᤥ 对某一种生物体的密码 估密码子第三位碱基 ዶ 与 ఋ 或 ऊ 与 ᥈ 之间的组成
子偏好性使用模式进行研究ᖔ根据该生物的最优 偏差是否对密码子偏好性产生影响ᖔ对具有 ࿗ 个
密码子来设计外源基因表达载体ᖔ可以起到优化 同义密码子编码的氨基酸的各密码子第三位的碱
外源基因在叶绿体基因组中表达的作用ᤥ 因此ᖔ 基组成进行作图分析ᤥ 计算每个基因 ዶሕ ᣰ ྉ ዶሕ շ
本文将分析紫花苜蓿叶绿体基因组密码子偏好性 ఋሕɯ 和 ᥈ሕ ᣰ ྉ᥈ሕշऊሕɯ 后ᖔ分别以 ዶሕ ᣰ ྉ ዶሕ շఋሕɯ 和
的特征及其密码子偏性的影响因素ᖔ并确定其最 ᥈ሕ ᣰ ྉ᥈ሕշऊሕɯ为纵坐标和横坐标作图ᖔ平面图中心
优密码子ᖔ为紫花苜蓿叶绿体基因工程的开展和 表示 ዶ ᢉ ఋᖔ同时 ᥈ ᢉ ऊྉ୩ࣼᔀᆍҴᑕᖔ ԡԡϟɯᤥ
目标性状的遗传改良奠定基础ᤥ ϟጢ 最优密码子的确定জ 本文以 ጶશऊ 值为偏好
性标准确定最优密码子ᤥ 首先ᖔ将 ጶશऊ 值进行排
ϟজ 材料与方法 序ଫ然后ᖔ从 ጶશऊ 值最高和最低的两极各选 ϟԡᠮ
的基因ᖔ分别建成高低偏性库ྉ 低 ጶશऊ 值对应高
ϓॹϓ 叶绿体基因组序列的获得 偏性 库ɯᖔ 并分别计算 ୩ऊВ 值和高低两库的
完整的紫花苜蓿叶绿体基因组下载于 શऊା᧧ ᪵୩ऊВଫ最后ᖔ选取两库 ᪵୩ऊВᢦԡԡऐᖔ且 ୩ऊВᢦϟ
数据库ྉ᥈ᔀႿାᑕႿҴ 登录号为 Вሕϟᤃऐሕϟɯ ྉ ఋᑕᆍ ᔀᡷ 的密码子定义为最优密码子ྉ王鹏良等ᖔԡϟँɯᤥ
