Page 131 - 《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 ጢ
似ᖔ表明影响植物叶绿体基因组密码子偏性的因
ሕজ 讨论与结论 素是综合性的ᤥ 但具体的影响机制还有待通过进
一步的深入研究来揭示ᤥ
在长期进化过程中ᖔ特定物种为了适应自身 本研究将高表达的高频密码子定义为最优密
的基因组环境ᖔ往往形成了一套具有偏好性的密 码子ᖔ在紫花苜蓿叶绿体基因组中确定的 ϟᎮ 个最
码子使用模式ྉ 李平等ᖔ԰ԡϟϟɯᤥ 密码子的使用偏 优密 码 子 分 别 为 В᥈Вܦ ВВዶܦ ऊऊВܦ ऊऊዶܦ ऊዶዶܦ
好性受到基因组大小ܦऊᡱ᥈ 岛ܦ᥈ऊ 分布的位置ܦ基 ऊ᥈Вܦ ዶऊВܦ ዶऊዶܦ ዶዶዶܦ ዶ᥈ዶܦ ᥈ВВܦ ᥈Вዶܦ ᥈ऊВܦ
因密度ܦ基因序列长 度ܦ基因表达水平ܦᡷ኏શዶ 丰 ᥈ዶВܦ᥈ዶዶܦ᥈᥈В 和 Вዶዶᤥ 这些最优密码子都以 ዶ
度ܦ蛋白质二级结构以及密码子变异偏好性等多 或 В 碱基结尾ᖔ 这与蒺藜苜蓿 ྉ ᤹ᓣʐᔠዞᐹ੖ᅳ
种因素 影 响 ྉ ̀ᑕႿ༁ᆍႿ ᪲ ऊᆍ᤟᤟ᔀʢᖔ ԰ԡϟऐଫ ۪ᑕࣼ᤟ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ᡙʗࣩႥዞᐹᡙࣩᤀᐹɯྉ 杨国锋等ᖔ ԰ԡϟጢ ɯܦ 巨桉 ྉ ጛࣩዞᐹᤀᡥᡓᡙࣩ໧
԰ԡϟऐɯᤥ 其中ᖔ自然选择和突变是影响密码子使用 ੖ʗᐹႥʐᔠ໧ɯྉ 王鹏良 等ᖔ ԰ԡϟँ ɯܦ 糜子 ྉ ۗᐹႥᔠዞࣩቂ
偏性的两个主要因素ᖔ也是目前备受关注的两个 ቂᔠᤀᔠᐹዞᓣࣩቂɯྉ 刘慧等ᖔ԰ԡϟᎮɯ 和籽粒苋 ྉ ዛቂᐹʗᐹႥᡙ၊ࣩ໧
因素ྉ୩ၤᑕʢᡱ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟԡଫ኏ᑕᆍ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟϟଫ石元豹 ၊ᡥᡓᅳዞ၊ᅳႥʐʗᔠᐹዞࣩ໧ɯྉ冯瑞云等ᖔ԰ԡϟँɯ 等物种叶绿体
等ᖔ԰ԡϟऐɯᤥ 由于密码子第三位碱基突变通常受到 基因组最优密码子分析结果一致ᤥ 同时最优密码
的选择压较第一位ܦ第二位上的碱基小ᖔ因此ᖔ分 子的结果提示在紫花苜蓿的叶绿体基因工程的外
析密码子第三位碱基的碱基组成对密码子的使用 源基因载体的设计时ᖔ选用这些 ዶ 或 В 碱基结尾
模式研究具有重要意义ྉ 原晓龙等ᖔ԰ԡ԰ϟɯᤥ 本研 最优密码子或可提高外源基因的表达效率ᤥ
究表明紫花苜蓿叶绿体基因组各基因第三位密码

子碱 基富含 ዶ 和 ఋᖔ 与蒺藜苜蓿 ྉ ᤹ᓣʐᔠዞᐹ੖ᅳ
ᡙʗࣩႥዞᐹᡙࣩᤀᐹɯྉ杨国锋等ᖔ԰ԡϟጢɯܦ酸枣ྉ Ԯᔠऊᔠᡓ၊ࣩ໧ ᢝࣩᢝࣩᤇᐹ 参考文献ᧅ
׹ᑕʢ঎ ໧ᡓᔠႥᅳ໧ᐹ ɯྉ 胡晓艳等ᖔ ԰ԡϟँ ɯ 和蝴蝶兰
ା᧧ዶશ Ȯ̀ᖔ ᓂ᧧В Իɟᖔ ᓂ᧧ Իɟᖔ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡ԰ԡ঎ ዶʛ׹ᑕႿዹᔀ༁ ᔽႿ ᑕ᤟஦ᑕ᤟஦ᑕ
ྉۗ၊ᐹᤀᐹᓣႥᅳᡓ໧ᔠ໧ ᐹᡓ၊ʗᅳʐᔠᡙᓣ ༁ࣼᤦ༁ᡱ঎ ஏᅳʗቂᅳ໧ᐹႥᐹɯྉ续晨等ᖔ
ᔽቝᡱʢᆍ׹ᔀቝᔀႿᡷ ࣼ༁ᔽႿ੫ ੫ᔀႿᔀᡷᔽዹ ᔀႿ੫ᔽႿᔀᔀʢᔽႿ੫ ЏȮ૒঎ ۪ʢᑕᡷᑕዹ ୩ዹᔽᖔ ሕᎮ
԰ԡϟԡɯ等植物叶绿体基因组第三位密码子使用偏 ྉϟɯ᧥ ϟሕँͱϟጢጢ঎ Џ边佳辉ᖔ 刘自扬ᖔ 李宗英ᖔ 等ᖔ ԰ԡ԰ԡ঎ 紫花
性相似ᖔ表明这类植物的叶绿体基因组密码子使 苜蓿基因工程改良研究进展 ЏȮ૒঎ 草业科学ᖔ ሕᎮྉϟɯ᧥
用模式具有高度相似性ᤥ 这提示我们高等植物叶 ϟሕँͱϟጢጢ঎૒
ऊ̀ጶશ᥈ ᣮɟᖔ ԰ԡԡ࿗঎ ዶʛ׹ᑕႿዹᔀ༁ ᔽႿ ᡷၤᔀ ʢᔀ༁ᔀᑕʢዹၤ ᆍ஦ ዹၤ᤟ᆍʢᆍᡱ᤟ᑕ༁ᡷ
绿体基因组可能含有较高的 ዶܦఋ 碱基含量ᖔ且密
੫ᔀႿᔀᡷᔽዹ ᡷʢᑕႿ༁஦ᆍʢቝᑕᡷᔽᆍႿ ЏȮ૒঎ ାࣼ᤟᤟ ାᔽᆍ᤟ᖔ ሕँྉሕɯ᧥ ϟጢͱϟᎮ঎ Џ程霞
码子使用模式的偏好性在进化上存在一定的保
英ᖔ԰ԡԡ࿗঎ 叶绿体遗传转化的研究进展 ЏȮ૒঎ 生物学通报ᖔ
守性ᤥ ሕँྉሕɯ᧥ ϟጢͱϟᎮ঎૒
紫花苜蓿的叶绿体基因组编码基因的 ጶશऊ 值 ऊᨃᥘጶ኏ᨃશ Ȯᥘᖔ ᥘᨃશఋ୩ጶ኏኏ዶఋ ዶᖔ ϟँँऐ঎ ዶႿ ᔀ׹ᑕ᤟ࣼᑕᡷᔽᆍႿ ᆍ஦
都大于 ࿗ԡ঎ᤃᖔ说明紫花苜蓿基因组存在较弱的密 ቝᔀᑕ༁ࣼʢᔀ༁ ᆍ஦ ༁ᢃႿᆍႿᢃቝᆍࣼ༁ ዹᆍʛᆍႿ ࣼ༁ᑕ੫ᔀ ᤦᔽᑕ༁ ЏȮ૒঎ Ȯ ᥘᆍ᤟ ጶ׹ᆍ᤟ᖔ
࿗Ꭾྉሕɯ᧥ ԰ᤃऐͱ԰Ꭾ࿗঎
码子偏性ᤥ 中性绘图分析结果表明紫花苜蓿叶绿
èጶશ᥈ ኏ɟᖔ ᥘጶ᧧ ऊᖔ ۼዶશ᥈ ̀Ȯᖔ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟँ঎ ዶႿᑕ᤟ᢃ༁ᔽ༁ ᆍ஦ ዹᆍʛᆍႿ
体基因组密码子 ᥈ऊϟ԰ 与 ᥈ऊሕ 相关性不显著ᖔ表
ࣼ༁ᑕ੫ᔀ ᔽႿ ᡷၤᔀ ዹၤ᤟ᆍʢᆍᡱ᤟ᑕ༁ᡷ ੫ᔀႿᆍቝᔀ ᆍ஦ ੫ʢᑕᔽႿ ᑕቝᑕʢᑕႿᡷၤ
明密码子的使用偏性可能更多受到选择的影响ଫ ྉ ዛቂᐹʗᐹႥᡙ၊ࣩ໧ ၊ᡥᡓᅳዞ၊ᅳႥʐʗᔠᐹዞࣩ໧ ᓂ঎ɯ Џ Ȯ ૒঎ ऊၤᔽႿ Ȯ ᥈ʢᑕ༁༁᤟ᖔ
而 ጶશऊ᥋ᡱ᤟ᆍᡷ 绘图分析表明突变是部分基因密码子 ࿗ϟྉ࿗ɯ᧥ ऐͱϟጢ঎ Џ冯瑞云ᖔ 梅超ᖔ 王慧杰ᖔ 等ᖔ԰ԡϟँ঎ 籽粒苋
偏好性形成的重要因素ଫ۪኏԰᥋ᡱ᤟ᆍᡷ 分析的结果则进 叶绿体基因组密码子偏好性分析 ЏȮ૒঎ 中国草地学报ᖔ
࿗ϟྉ࿗ɯ᧥ ऐͱϟጢ঎૒
一步显示密码子的偏好性不仅受到突变的影响还
᥈Вᨃ ୩᧕ᖔ ۼዶશ᥈ ɟᖔ ୩Вશ ᥈͐ᖔ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟጢ঎ ఋऔᔀႿᡷᢃ ᢃᔀᑕʢ༁ ᆍ஦
受到选择的影响ᤥ 因此ᖔ在长期的进化过程中ᖔ紫
ʢᔀ༁ᔀᑕʢዹၤ ᑕႿʛ ᑕᡱᡱ᤟ᔽዹᑕᡷᔽᆍႿ ᆍ஦ ᡷʢᑕႿ༁੫ᔀႿᔽዹ ዹᆍᡷᡷᆍႿ ᔽႿ ऊၤᔽႿᑕ
花苜蓿叶绿体基因组密码子的使用偏性更多地受 ЏȮ૒঎ ୩ዹᔽ ዶ੫ʢᔽዹ ୩ᔽႿᖔ ࿗ऐྉϟᎮɯ᧥ ሕሕᎮ԰ͱሕሕऐᎮ঎ Џ郭三堆ᖔ 王远ᖔ
到选择的影响ᖔ而突变也是部分基因的密码子偏 孙国清ᖔ 等ᖔ԰ԡϟጢ঎ 中国转基因棉花研发应用二十年

性形 成的重要因素ᤥ 这与前人对剑麻 ྉ ዛ੖ᐹצᓣ ЏȮ૒঎ 中国农业科学ᖔ ࿗ऐྉϟᎮɯ᧥ ሕሕᎮ԰ͱሕሕऐᎮ঎૒
̀ዶશ୩ᨃશ ᥈ᖔ ऊᨃᓂᓂጶ኏ Ȯᖔ ԰ԡϟऐ঎ ऊᆍʛᆍႿ ᆍᡱᡷᔽቝᑕ᤟ᔽᡷᢃᖔ ᤦᔽᑕ༁ ᑕႿʛ
၊ᡥᤇʗᔠʐɯྉ金刚等ᖔ԰ԡϟऐɯܦ糜子ྉ ۗᐹႥᔠዞࣩቂ ቂᔠᤀᔠᐹዞᓣࣩቂɯ
ࣼ༁ᑕ੫ᔀ ᔽႿ ᡷʢᑕႿ༁᤟ᑕᡷᔽᆍႿ ᑕႿʛ ቝ኏શዶ ʛᔀዹᑕᢃ ЏȮ૒঎ શᑕᡷ ኏ᔀ׹ ᥘᆍ᤟ ऊᔀ᤟᤟
ྉ刘慧等ᖔ԰ԡϟᎮɯ 和梧桐属植物ྉ 陆奇丰等ᖔ԰ԡ԰ԡɯ
ାᔽᆍ᤟ᖔϟँྉϟɯ᧥԰ԡͱሕԡ঎
的叶绿体基因组密码子偏性影响因素分析结果相 ̀ጶ኏୩̀ାጶ኏᥈ ኏ᖔ ۪ጶఋ኏ᨃ჆ ᧕ዶᖔ ԰ԡԡऐ঎ ୩ᔀ᤟ᔀዹᡷᔽᆍႿ ᆍႿ ዹᆍʛᆍႿ ᤦᔽᑕ༁