金柑叶绿体基因组密码子使用偏好性分析

作者:龙凌云; 黄秋伟; 李慧敏; 艾静汶; 吴伦忠; 刘功德; 苏艳兰; 毛立彦
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金桔是柑橘类果树,具有重要的经济和营养价值。为了筛选金桔和Fortunella crassifolia叶绿体基因组金桔的最佳密码子,本研究分别以F.hindsii和F.crassifolia 叶绿体基因组 53编码基因序列(CDS)为研究对象,通过CodonW和CUSP软件,使用enc图、PR2plot和中性图,获得各编码基因密码子偏好的共同参数,分析了影响密码子偏好形成的主要因素,选择了最佳密码子。结果表明:(1)叶绿体基因组的基因序列富含a和T,密码子的第三碱基主要位于a或T末端,ENC值的第三碱基分别在39.79-59.37和39.79-58.90之间,均显著高于35,表明两种金桔的密码子使用偏好较弱。(2) 对ENC图、PR2plot图和中性图的分析表明,这两种金桔的形成受到自然选择和碱基突变等多种因素的影响,其中自然选择起主导作用。(3) 这两种金桔叶绿体基因组均含有29个高频密码子,其中RSCU值>1,其中28个以a或T结尾。通过高频密码子和高表达密码子分析相结合,筛选出7个常见的最佳密码子,分别为TTT、GGA、密码子、CTT、AGA、ACA和TAT。密码子的第三个基地以a或t结尾。两种金桔的偏好特征没有明显差异。自然选择是主要影响因素,最优密码子的类型和数目没有明显差异。推测两种金桔的生态适应进化机制相似。金桔叶绿体基因工程中设计了含有这些最佳密码子的外源基因,无需密码子优化即可直接在F.hindsii和F.crassifolia中高效表达。