澳洲坚果光壳种叶绿体基因组的密码子使用偏好性及其影响因素分析

摘要

为确定澳洲坚果光壳种(Macadamia integrifolia Maiden&Betche)叶绿体基因组密码子偏好性形成的主要影响因素,本研究通过其叶绿体基因组的51条蛋白编码序列,系统分析其密码子的使用模式及其特征。密码子偏好性参数分析结果显示,叶绿体基因密码子3位碱基的GC含量次序为GC1>GC2>GC3;有效密码子数ENC均值为48.80(>阈值45),其密码子偏性较弱;GC3与ENC呈显著相关,影响其偏好性。中性绘图分析结果表明,GC12与GC3的相关系数和回归曲线斜率分别为0.186和0.265,两者相关性不显著。ENC-plot分析发现大部分基因接近于标准曲线,其ENC比值位于-0.05~0.05,与期望值差异较小。PR2-plot偏倚分析表明密码子第3位碱基的使用频率不均等,嘧啶T/C高于嘌呤A/G。RSCU分析发现29个高频密码子、19个高表达密码子及16个最优密码子中绝大多数偏好使用以A或U结尾。系统进化分析结果显示,澳洲坚果光壳种和三叶澳洲坚果(M.ternifolia F.Mueller)的亲缘关系最近。研究结果说明,作为主要因素的自然选择和碱基突变相对均衡地共同影响澳洲坚果光壳种叶绿体基因组较弱的密码子使用偏好性,且影响其偏好性的密码子第3位碱基偏好使用A或U。