芒果葉綠體基因組,芒果密码以△RSCU≥0.08為標準確定了24個高表達密碼子,叶绿因组以A結尾的体基8個,以T結尾的使用12個,以C結尾的偏好3個,以G結尾的性分析1個。結合芒果葉綠體基因的芒果密码相對同義密碼子使用度和同義密碼子相對使用度(表4和表5),確定19個最優密碼子,叶绿因组分別是体基GCT、TGT、使用GAA、偏好TTT、性分析GGT、芒果密码CAT、叶绿因组ATT、体基AAA、TTA、CCT、CAA、AGA、CGA、CGT、AGT、TCT、ACT、GTA、CTT。其中以A結尾的7個,以T結尾的12個,暗示芒果葉綠體基因組偏愛使用以A和T堿基結尾的密碼子。
隨著分子生物學的飛速發展,測序技術的持續更新,基因組數據的應用為密碼子的偏性研究提供了支持。研究發現GC含量可反映密碼子使用偏性突變的整體趨勢,密碼子第3位堿基GC3含量可作為密碼子偏好性分析的主要依據。本研究通過對篩選出的芒果葉綠體基因組的55條密碼序列進行分析發現,GC3s含量為26.29%,暗示密碼子偏好使用末位堿基為A/T的密碼子。結果與劍麻、杉木偏好使用末位堿基為A/T的密碼子相似。ENC可判斷基因表達量的高低,當其大於35時基因表達水平較低,在編碼氨基酸時,對密碼子的選用偏好性也弱。芒果葉綠體基因組ENC均值為48.14,表明葉綠體基因密碼子偏好性不強。ENC越小,基因的密碼子使用偏好性越強,越偏好使用A/T結尾的密碼子,這與本實驗RSCU等數據揭示的芒果葉綠體基因組第3位密碼子富含A/T的結論相一致。突變和自然選擇是影響密碼子偏好性使用的主要因素,本研究通過中性繪圖分析顯示,選擇是密碼子偏好性的主要影響因素;通過ENC-plot繪圖分析則發現,突變是密碼子偏好性的主要影響因素,本研究認為芒果葉綠體基因組密碼子的偏好性受突變和選擇2種因素的影響應該是相對均衡的。
同義密碼子的偏好使用影響基因的表達,最優密碼子可以提高翻譯的效率和準確率。有研究認為,雙子葉植物偏好使用A/T結尾的密碼子,單子葉植物偏好使用G/C結尾的密碼子,但也有不同的觀點,如有偏好使用A/T結尾的單子葉植物如糜子、霍山石斛等。芒果屬於雙子葉植物,本研究通過高表達優越密碼子和高頻密碼子相結合的方法篩選出的19個最優密碼子均以A或T結尾,表明芒果葉綠體基因組偏愛使用以A和T堿基結尾的密碼子,結論與雙子葉偏好使用A/T結尾的密碼子類似。
本研究係統的對芒果葉綠體基因組密碼子的偏好性及影響因素進行了研究,發現芒果葉綠體基因組偏好使用以A/T結尾密碼子;突變和選擇均衡的影響密碼子的偏好性使用;研究還確定了19個芒果葉綠體基因組最優密碼子。研究結果為今後芒果分子係統進化、遺傳轉化、葉綠體基因工程等方麵的研究奠定基礎,為芒果在葉綠體基因組水平上進行分類、性狀改良等提供參考依據。
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