珙桐叶绿体基因组同义密码子使用偏好性分析

摘要

【目的】珙桐是蓝果树科珙桐属唯一现存的第三纪孑遗植物，是我国一级保护的特有濒危树种。分析其叶绿体基因组同义密码子使用偏好性及其主要影响因素，旨在为珙桐分子水平上的深入研究、物种保护和种质创新提供参考。【方法】从NCBI在线数据库下载完整的珙桐叶绿体基因组序列，并进行蛋白编码序列筛选，再利用CodonW软件计算各基因的有效密码子数（ENC）、密码子适应指数（CAI）、同义密码子相对使用度（RSCU）和密码子中A、T、C、G这4种碱基的含量，最后利用R软件计算各参数间的相关性并绘图。【结果】（1）从珙桐叶绿体基因组中共筛选出59条蛋白编码序列，总的鸟嘌呤和胞嘧啶碱基（GC）平均含量和密码子第3位碱基的GC平均含量分别为38.05%和30.63%,CAI平均值为0.18,ENC平均值为48.52，表明珙桐叶绿体基因组基因表达水平较低，且密码子使用偏好性较弱。（2）ENC-plot、PR2-plot、中性绘图和对应性分析表明，影响珙桐叶绿体基因组同义密码子使用偏好性的最主要因素为选择压力。（3）共筛选出12个最优密码子。【结论】珙桐叶绿体基因组同义密码子使用偏好性较弱，除了主要受选择压力影响外，还受到突变压力、碱基组成和基因表达水平等因素的影响；同时筛选出12个最优密码子，可用于未来珙桐的遗传改良和种质创新研究之中。

关键词

珙桐 / 同义密码子偏好性 / 最优密码子 / 叶绿体基因组 / 氨基酸

基金资助

国家自然科学基金项目（31860073）;; 生物资源保护与利用湖北省重点实验室2022年度开放基金（PT012212）