轮叶黄精与近缘种密码子偏好分析

丹增晋美; 张林

doi:10.16249/j.cnki.2096-4617.2025.03.003

高原科学研究 ›› 2025, Vol. 9 ›› Issue (3) : 20 -30. DOI: 10.16249/j.cnki.2096-4617.2025.03.003

轮叶黄精与近缘种密码子偏好分析

丹增晋美, 张林

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摘要

密码子作为连接核酸与蛋白质的桥梁，在遗传信息翻译过程中发挥关键作用，其使用偏好性体现自然选择与突变偏倚之间的动态平衡，分析密码子偏好性有助于揭示物种基因组演化及环境适应机制。文章系统分析了轮叶黄精（Polygonatum verticillatum）叶绿体密码子使用偏好性，并选取卷叶黄精（P. cirrhifolium）、多花黄精（P. multiflorum）和湖北黄精（P. zanlanscianense）3种近缘物种为对照，探讨与高海拔适应性相关的翻译层面调控机制。研究采用相对同义密码子使用频率（RSCU）、ENC值分析、中性绘图分析、PR2偏好性分析、最优密码子筛选及系统发育分析等方法，系统比较了各物种的密码子组成特征和使用模式。结果显示：（1）所有物种均表现出显著的AT末端偏好性，自然选择是驱动密码子使用偏好的主导因素；（2）卷叶黄精在特定最优密码子的使用上表现出显著增强趋势，表明其可能通过优化翻译效率以适应高原环境；（3）尽管轮叶黄精为高原物种，其密码子偏好模式更接近低海拔物种（如多花黄精和湖北黄精），未观察到其最优密码子的显著富集，推测其可能依赖非密码子使用偏好的分子机制实现高原适应。此项研究揭示了同属植物在高原适应过程中分子调控途径的多样性，为阐释高原植物的适应性演化规律提供了新视角。