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题名17种楠属植物叶绿体基因组密码子偏好性分析
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作者
朱恒星
戴前莉
魏卓
卢敏
黄飞逸
陈本文
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机构
重庆市林业科学研究院/三峡库区森林生态修复与利用重庆市重点实验室
重庆山地型城市森林生态系统国家定位观测研究站
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出处
《南方农业学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期3646-3655,共10页
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基金
国家重点研发计划项目(2023YFF1305202-5)
重庆市科技兴林项目(重大专项)(ZD2022-2)。
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文摘
【目的】解析樟科(Lauraceae)楠属(Phoebe)植物叶绿体基因组密码子偏好性,为楠属植物系统发育关系及遗传多样性研究提供理论依据。【方法】以17种楠属植物叶绿体基因组为研究对象,利用Genious 8.1.3、EMBOSS explorer的CUSP和CodonW模块等对叶绿体基因组的蛋白编码序列(CDS)进行密码子偏好性、中性绘图、ENC-plot绘图、PR2-plot绘图和最优密码子分析,确定最优密码子并探讨楠属植物密码子偏好性形成的主要影响因素。【结果】17种楠属植物共筛选出52~56条CDS,GC含量为39.64%~39.94%,密码子第1、2、3位GC含量(GC1、GC2、GC3)表现为GC1(47.30%~47.93%)>GC2(39.50%~39.81%)>GC3(31.97%~32.12%),GC3更趋向于A/U;有效密码子数(ENC)为50.948~51.148;同义密码子数均为31个,其中以A/U结尾的有25个;中性绘图分析结果显示第1、2位密码子GC含量平均值(GC12)为34.74%~54.97%,GC3为22.44%~46.77%,回归系数为-0.0422~-0.0101;ENC-plot绘图分析结果显示大部分基因散点分布在ENC预期标准曲线附近,少部分与标准曲线离散程度大;PR2-plot分析图右下方的基因分布较多,密码子第3位碱基的使用偏好T和G;共有5个最优密码子,分别为亮氨酸的CUU、甘氨酸的GGA、酪氨酸的UAU、天冬酰胺的AAU和丝氨酸的UCC。此外,基于相对同义密码子使用度(RSCU)和CDS序列构建系统发育进化树,2种方法构建的物种进化关系存在差异,基于CDS序列构建的系统发育关系更符合楠属物种进化分类。【结论】楠属植物叶绿体基因组密码子偏好性较弱,偏好使用A/U结尾的密码子,自然选择可能是主要因素,受突变或其他因素的影响较小。楠属植物进化过程中,叶绿体基因组非编码区序列同样承载重要信息。
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关键词
楠属
叶绿体基因组
密码子偏好性
最优密码子
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Keywords
Phoebe
chloroplast genome
codon bias
optimal codon
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分类号
S722.3
[农业科学—林木遗传育种]
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