Page 127 - 《广西植物》2021年第12期

ϟ԰ 期 喻凤等᧥ 紫花苜蓿叶绿体基因组密码子偏好性分析 ԰ ԡ Ꭾ ϟ
表 ϓই 紫花苜蓿叶绿体基因组
԰জ 结果与分析 密码子不同位置的 ᤩࣷ 含量
ఋᑕᤦ᤟ᔀ ϟজ ᥈ऊ ዹᆍႿᡷᔀႿᡷ༁ ᆍ஦ ʛᔽ஦஦ᔀʢᔀႿᡷ ᡱᆍ༁ᔽᡷᔽᆍႿ༁ ᆍႿ ዹၤ᤟ᆍʢᆍᡱ᤟ᑕ༁ᡷ
ԣॹϓ 密码子组成分析 ੫ᔀႿᆍቝᔀ ዹᆍʛᆍႿ ᆍ஦ ᤹ᓣʐᔠዞᐹ੖ᅳ ໧ᐹᡙᔠצᐹ
将紫花苜蓿叶绿体基因组中的 ࿗ँ 条编码序列 ᥈ऊ 含量 ᥈ऊ ዹᆍႿᡷᔀႿᡷ ྉᠮɯ
基因
作为一个整体进行碱基组成分析ᖔ结果表明其平 ᥈ᔀႿᔀ ጶશऊ
᥈ऊᑕ᤟᤟ ᥈ऊϟ ᥈ऊ԰ ᥈ऊሕ ᥈ऊሕ༁
均 ᥈ऊ 含量为 ሕᎮ঎԰ԡᠮᖔ᥈ऊϟܦ᥈ऊ԰ܦ᥈ऊሕ 含量分别为 ዞᤀᡓ۪ ሕऐ঎ँጢ ጢጢ঎ᤃϟ ሕ࿗঎ϟऐ ԰Ꭾ঎ԡ࿗ ԰԰঎ԡԡ ጢԡ঎ϟሕ
࿗ᤃ঎ጢᎮᠮܦሕऐ঎ጢँᠮ和 ԰ᤃ঎࿗࿗ᠮྉ表 ϟɯᤥ 由此可以看出 ᡓ໧ᤇା ࿗԰঎Ꭾᤃ ጢጢ঎԰ϟ ࿗ጢ঎ँᎮ ԰Ꭾ঎ϟϟ ԰ሕ঎ϟԡ ࿗ጢ঎԰ऐ
ᡓᓣᡙା ࿗ԡ঎ጢँ ࿗Ꭾ঎ᤃँ ࿗ϟ঎ᤃᎮ ሕ԰঎࿗ϟ ԰ᤃ঎ᤃԡ ࿗࿗঎ँᎮ
密码子不同位置的碱基组成的 ᥈ऊ 分布并不均匀ᖔ ᡓᓣᡙ᧕ ሕँ঎ጢ࿗ ጢϟ঎ጢጢ ሕᎮ঎ऐँ ԰ँ঎ϟँ ԰ᤃ঎ϟԡ ࿗ᤃ঎ጢᎮ
ʗᡓᅳዶ ሕϟ঎ँ࿗ ࿗ሕ঎Ꭾϟ ԰ँ঎ँ࿗ ԰԰঎ϟᤃ ԰ԡ঎ᤃԡ ࿗ሕ঎԰ԡ
其中 ᥈ऊϟ 含量最高ᖔ而 ᥈ऊሕ 含量最低ᤥ
ʗᡓ໧ϟϟ ࿗԰঎࿗ጢ ጢ԰঎ጢ԰ ጢሕ঎ँᤃ ԰ԡ঎ऐᤃ ϟऐ঎Ꭾԡ ࿗ጢ঎࿗ँ
有效密码子数测量的是某基因的密码子偏好 ʗᡓᤀϟ࿗ ሕጢ঎԰ሕ ࿗Ꭾ঎ϟጢ ሕऐ঎԰ϟ ԰ԡ঎ሕሕ ϟँ঎԰ԡ ࿗ጢ঎ᤃጢ
ʗᡓᤀϟᤃ ࿗ሕ঎ሕऐ ጢϟ঎࿗Ꭾ ጢԡ঎Ꭾ࿗ ԰Ꭾ঎ँ࿗ ԰ሕ঎ԡԡ ࿗԰঎԰Ꭾ
程度ᖔ理论上的取值范围为 ԰ϟ ጲ ᤃԡᤥ 当某一个基 ʗᡓ໧ሕ ሕ࿗঎԰ᤃ ࿗࿗঎ᤃጢ ሕ࿗঎ऐऐ ԰ሕ঎԰ᤃ ԰ϟ঎԰ԡ ࿗ጢ঎ᤃሕ
因平均地使用每一个密码子ᖔ则其有效密码子数 ʗᡓᤀ԰ ࿗԰঎ϟጢ ጢϟ঎࿗ጢ ࿗Ꭾ঎࿗ᤃ ԰Ꭾ঎ጢ࿗ ԰ጢ঎Ꭾԡ ጢϟ঎԰࿗
ᡥዞஏ԰ ሕጢ঎࿗԰ ࿗ԡ঎ᤃᎮ ሕ԰঎ϟ࿗ ሕሕ঎࿗ᤃ ሕϟ঎ϟԡ ጢϟ঎࿗ϟ
为 ᤃԡଫ当某一个基因只使用每组同义密码子中的 Ⴅʐ၊ା ሕᤃ঎ϟᎮ ࿗ϟ঎ጢऐ ሕऐ঎ጢ࿗ ԰ऐ঎࿗ԡ ԰࿗঎࿗ԡ ࿗Ꭾ঎ጢϟ
ʗᡓ໧Ꭾ ࿗ԡ঎ᤃԡ ጢϟ঎԰ऐ ࿗࿗঎ऐᎮ ԰ጢ঎ᤃ࿗ ԰԰঎ሕԡ ࿗ሕ঎ϟᎮ
一个ᖔ则其有效密码子数为 ԰ԡᤥ 参考前人研究以 ʗᡓ໧ϟ԰ ࿗԰঎԰ԡ ጢ԰঎࿗԰ ࿗ऐ঎ሕँ ԰ጢ঎ऐϟ ԰ጢ঎࿗ԡ ࿗ሕ঎ᤃԡ
ጶશऊ 值为 ሕጢ 作为偏性强弱的区分标准ྉऊᆍቝᔀʢᆍႿ ᪲ ᡥዞஏϟ ሕԡ঎ᤃሕ ሕᎮ঎԰ऐ ԰Ꭾ঎Ꭾሕ ԰ᤃ঎ऐᎮ ԰࿗঎ᤃԡ ࿗ऐ঎ጢऐ
Ⴅʐ၊̀ ሕᤃ঎ጢጢ ጢϟ঎ԡ԰ ሕጢ঎԰ऐ ԰ሕ঎ሕጢ ϟᎮ঎ऐԡ ࿗Ꭾ঎Ꭾሕ
ዶ੫ࣼᑕʛŀᖔ ϟँऐऐɯᤥ 本研究结果显示ᖔ紫花苜蓿叶绿 Ⴅʐ၊ዶ ሕ԰঎ँᎮ ࿗ϟ঎ԡሕ ሕऐ঎ԡ࿗ ϟँ঎ऐ࿗ ϟᎮ঎԰ԡ ࿗԰঎ԡ԰
体基因组 ጶશऊ 取值范围都在 ࿗ԡ঎ᤃ 以上ᖔ因此紫花 Ⴅʐ၊᧧ ሕሕ঎ጢ࿗ ࿗԰঎ጢँ ሕጢ঎ϟँ ԰԰঎ऐ࿗ ϟँ঎ጢԡ ࿗ሕ঎ँሕ
Ⴅʐ၊᥈ ሕ԰঎ጢऐ ࿗ϟ঎ऐϟ ሕሕ঎ሕሕ ԰԰঎ᤃԡ ԰ԡ঎ԡԡ ࿗ጢ঎ԡ࿗
苜蓿叶绿体基因密码子偏性普遍较弱ྉ表 ϟɯᤥ Ⴅʐ၊ጶ ሕሕ঎ँँ ࿗԰঎ϟᤃ ሕሕ঎ሕሕ ԰ᤃ঎࿗Ꭾ ԰԰঎Ꭾԡ ጢԡ঎ሕԡ
ዞዞ໧ዶ ሕϟ঎Ꭾँ ሕሕ঎ँጢ ሕጢ঎ϟँ ԰ᤃ঎԰ሕ ԰ϟ঎԰ԡ ࿗ऐ঎ԡጢ
碱基组成和有效密码子数的相关性分析结果 Ⴅʐ၊è ሕԡ঎ऐᎮ ሕᤃ঎ϟϟ ሕ࿗঎ᤃሕ ԰ϟ঎ऐऐ ϟऐ঎ሕԡ ࿗ሕ঎ᤃϟ
显示᧥᥈ऊᑕ᤟᤟ 和 ᥈ऊϟܦ᥈ऊ԰ܦ᥈ऊሕ 的相关性都达到了 ᡓ໧ᤇዶ ࿗ϟ঎ᤃ԰ ጢԡ঎ԡԡ ࿗԰঎ँ࿗ ሕϟ঎ँ԰ ԰Ꭾ঎ጢԡ ࿗ϟ঎࿗ऐ
ቂᐹᡙ᣽ ሕԡ঎࿗࿗ ሕᤃ঎ԡँ ሕԡ঎ሕᎮ ԰࿗঎ऐጢ ԰ሕ঎ϟԡ ࿗ऐ঎԰ሕ
极显著水平ᖔ并且第一位碱基组成和第二位碱基 ʗᤇዞᓂ ࿗԰঎ጢϟ ጢᎮ঎ሕጢ ࿗ሕ঎Ꭾԡ ԰ᤃ঎࿗Ꭾ ԰ሕ঎ጢԡ ࿗࿗঎ँ԰
ᐹᡙᡓା ࿗԰঎԰ሕ ጢᎮ঎࿗ሕ ࿗ϟ঎Ꭾጢ ԰Ꭾ঎࿗ँ ԰ጢ঎ᤃԡ ࿗ᤃ঎ँँ
组成的相关性也达到了极显著水平ᖔ但两者与第 ᐹᡙᡓጶ ሕऐ঎ᤃጢ ࿗ऐ঎ጢጢ ሕᎮ঎ᤃऐ ԰ँ঎Ꭾϟ ԰ᤃ঎ጢԡ ጢԡ঎ᤃᎮ
三位碱基组成的相关性均未达到显著水平 ྉ 表 Ⴅʐ၊ऊ ሕሕ঎ऐऐ ࿗࿗঎ᤃሕ ሕϟ঎࿗ԡ ԰ጢ঎ᤃ԰ ϟँ঎ऐԡ ࿗ϟ঎Ꭾጢ
Ⴅʐ၊᣽ ሕᤃ঎ँँ ࿗԰঎ጢ࿗ ࿗԰঎ϟϟ ԰ᤃ঎ሕ԰ ԰ሕ঎Ꭾԡ ጢϟ঎ሕᤃ
԰ɯᤥ 表明紫花苜蓿叶绿体编码基因密码子第一位 Ⴅʐ၊Ȯ ሕᎮ঎ँጢ ࿗ँ঎ᤃँ ሕᤃ঎࿗ऐ ԰Ꭾ঎ᤃᎮ ԰ሕ঎ጢԡ ࿗࿗঎ϟ԰
ʗᡓ໧࿗ ሕᎮ঎ϟሕ ጢϟ঎࿗ँ ሕऐ঎ϟ԰ ԰ϟ঎Ꭾऐ ԰ԡ঎ሕԡ ࿗ሕ঎ጢጢ
和第二位碱基组成较相似ᖔ但与第三位碱基组成
ᡥዞஏሕ ሕऐ঎ऐᤃ ࿗ᤃ঎Ꭾጢ ሕऐ঎࿗ᤃ ሕϟ঎ሕᤃ ԰ऐ঎ᤃԡ ጢԡ঎ऐ԰
却存在差异ଫ而有效密码子数仅与 ᥈ऊሕ 的相关性 ᡓ໧ᐹዶ ࿗ϟ঎ሕᎮ ጢϟ঎ँϟ ࿗԰঎ᤃँ ԰ँ঎ጢϟ ԰ጢ঎ሕԡ ࿗ँ঎԰ँ
ᡓ໧ᐹା ࿗ԡ঎࿗ጢ ࿗ऐ঎Ꭾϟ ࿗԰঎ँँ ԰ँ঎ᤃᤃ ԰ጢ঎ԡԡ ࿗Ꭾ঎ऐ԰
达到极显著水平ᖔ说明密码子第三位上的碱基组 ʗᡓ໧ϟ࿗ ࿗ԡ঎ጢँ ࿗ጢ঎ጢ࿗ ࿗ᤃ঎ጢሕ ԰ँ঎Ꭾԡ ԰Ꭾ঎ϟԡ ࿗ጢ঎࿗԰
成对紫花苜蓿叶绿体编码基因的密码子偏好性影 ᡱ໧ᤇऊ ࿗԰঎࿗ऐ ጢ԰঎ँጢ ࿗ᤃ঎԰ԡ ԰ऐ঎԰Ꭾ ԰࿗঎ሕԡ ࿗ሕ঎Ꭾԡ
ᡓ໧ᤇ᧕ ࿗԰঎ᤃᤃ ጢ԰঎ጢ࿗ ࿗ሕ঎԰԰ ሕ԰঎԰ԡ ԰Ꭾ঎ऐԡ ࿗ጢ঎ᤃሕ
响显著ᤥ ʗᡓᅳା ሕᎮ঎ऐጢ ࿗ँ঎ጢऐ ሕᎮ঎ऐ԰ ԰ᤃ঎ϟ࿗ ԰ሕ঎ँԡ ࿗Ꭾ঎ᎮᎮ
ʗᡓᅳऊϟ ሕᤃ঎԰ऐ ࿗ऐ঎࿗ऐ ሕᎮ঎ጢँ ԰԰঎Ꭾँ ԰ԡ঎԰ԡ ࿗ጢ঎ऐᤃ
ԣॹԣ 中性绘图分析 ʗᡓᅳऊ԰ ሕ࿗঎԰ᤃ ࿗ሕ঎ϟϟ ሕጢ঎࿗ጢ ԰࿗঎԰԰ ԰԰঎԰ԡ ࿗ᤃ঎ጢԡ
ʗᡓ໧԰ ሕᤃ঎ँँ ࿗ሕ঎ऐऐ ࿗԰঎ϟँ ԰࿗঎ऐँ ԰ϟ঎ԡԡ ࿗ጢ঎ᤃᎮ
中性绘图分析结果如图 ϟ 所示ᖔ由图 ϟ 可知ᖔ
ᐹᡙᡓ᧧ ሕጢ঎ሕጢ ࿗ᤃ঎ᎮᎮ ሕጢ঎ԡऐ ԰࿗঎ϟँ ԰ϟ঎ऐԡ ࿗ሕ঎ᤃጢ
᥈ऊϟ԰ 分布于 ԡ঎ሕ԰ϟ ऐ ጲ ԡ঎ጢሕ԰ ࿗ 之间ᖔ᥈ऊሕ 分布于 ᐹᡙᡓè ሕᤃ঎ϟԡ ࿗ጢ঎ԡऐ ሕሕ঎ϟᤃ ሕԡ঎ԡጢ ԰ऐ঎Ꭾԡ ጢϟ঎ϟጢ
ᐹᡙᡓዶ ሕँ঎ሕሕ ጢ࿗঎Ꭾँ ሕँ঎Ꭾሕ ԰ሕ঎࿗ऐ ԰԰঎ԡԡ ࿗࿗঎ᤃϟ
ԡ঎ϟँऐ ࿗ ጲ ԡ঎ሕሕ࿗ ᤃ 之间ᖔ几乎各基因的坐标点都未 ᐹዞዞ᧕ ሕጢ঎ϟϟ ࿗ሕ঎ँϟ ሕጢ঎Ꭾሕ ԰ጢ঎Ꭾϟ ԰԰঎ँԡ ࿗࿗঎ϟᎮ
落在对角线上或沿着对角线分布ᤥ᥈ऊϟ԰ 和 ᥈ऊሕ ዞᓣቂዶ ሕϟ঎ऐऐ ሕጢ঎ᤃጢ ԰ऐ঎Ꭾԡ ሕϟ঎ሕԡ ԰Ꭾ঎ᤃԡ ࿗ᤃ঎ᎮᎮ
ᡓᓣᡙዶ ሕऐ঎԰ϟ ጢ԰঎ሕ࿗ ሕᤃ঎ϟ࿗ ԰ᤃ঎ϟᎮ ԰࿗঎ऐԡ ࿗ँ঎ԡᎮ
的相关系数为 ԡ঎ϟϟሕ ሕᖔ统计结果表明两者的相关 ʗᡓ໧ϟऐ ሕԡ঎ँሕ ሕሕ঎ሕሕ ሕᤃ঎ԡ࿗ ԰ሕ঎࿗԰ ԰ϟ঎ሕԡ ࿗ԡ঎ᤃԡ
ʗᡓᤀ԰ԡ ሕ࿗঎԰Ꭾ ሕጢ঎ँ԰ ሕᎮ঎ሕ԰ ԰ँ঎ጢऐ ԰ᤃ঎ጢԡ ࿗ँ঎ऐᤃ
性不显著ᤥ 回归曲线斜率为 ԡ঎ϟऐϟ ԰ᖔ表明 ᥈ऊϟ԰
平均值
和 ᥈ऊሕ 的相关性较弱ᤥ 进一步说明突变对密码子 ዶ׹ᔀʢᑕ੫ᔀ ሕᎮ঎԰ԡ ࿗ᤃ঎ጢᎮ ሕऐ঎ጢँ ԰ᤃ঎࿗࿗ ԰ሕ঎ሕᎮ ࿗ᤃ঎԰ᤃ
偏性形成的影响较弱ᖔ其他因素ྉ 如选择ɯ 可能对 জ 注᧥ ᥈ऊϟܦ᥈ऊ԰ܦ᥈ऊሕ 分别表示密码子第一位ܦ第二位和第三
位碱基 ᥈ऊ 含量ଫ᥈ऊሕ༁ 表示同义密码子第三位碱基 ᥈ऊ 含量ଫ
密码子的偏好性形成影响较大ᤥ
᥈ऊᑕ᤟᤟ 表示密码子总 ᥈ऊ 含量ᤥ
ԣॹᇺ ጛટࣷ᤬ᡓᤀᅳᡙ 绘图分析 জ શᆍᡷᔀ༁᧥ ᥈ऊϟᖔ ᥈ऊ԰ᖔ ᥈ऊሕ ቝᔀᑕႿ ᥈ऊ ዹᆍႿᡷᔀႿᡷ༁ ᆍ஦ ᡷၤᔀ ஦ᔽʢ༁ᡷᖔ ༁ᔀዹᆍႿʛᖔ
为了进一步分析碱基组成对密码子偏好性的 ᡷၤᔽʢʛ ᡱᆍ༁ᔽᡷᔽᆍႿ ᆍ஦ ዹᆍʛᆍႿ༁ᖔ ʢᔀ༁ᡱᔀዹᡷᔽ׹ᔀ᤟ᢃଫ ᥈ऊሕ༁ ቝᔀᑕႿ༁ ᥈ऊ ዹᆍႿᡷᔀႿᡷ ᆍ஦
ᡷၤᔀ ᡷၤᔽʢʛ ᡱᆍ༁ᔽᡷᔽᆍႿ ᆍ஦ ༁ᢃႿᆍႿᢃቝᆍࣼ༁ ዹᆍʛᆍႿ༁ଫ ᥈ऊᑕ᤟᤟ ቝᔀᑕႿ༁ ᡷᆍᡷᑕ᤟ ᥈ऊ
影响ᖔጶશऊ᥋ᡱ᤟ᆍᡷ 绘图以有效密码子数为纵坐标ᖔ ዹᆍႿᡷᔀႿᡷ ᆍ஦ ᡷၤᔀ ዹᆍႿʛᆍႿ༁঎