芍药花色调控基因的密码子使用模式及其影响因素分析

吴彦庆，赵大球，陶　俊

（扬州大学园艺与植物保护学院/江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏扬州 22509）



芍药花色调控基因的密码子使用模式及其影响因素分析

吴彦庆，赵大球，陶俊

（扬州大学园艺与植物保护学院/江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏扬州 22509）

摘要：【目的】芍药花色的优劣影响其观赏价值和商业价值，研究芍药花色调控基因的密码子使用偏好性和密码子使用模式的影响因素，为芍药花色调控基因在mRNA翻译、转基因设计、新基因表达与功能预测以及分子生物进化研究提供参考。【方法】根据前期芍药花色嵌合体品种‘金辉’转录组测序筛选的6 345个芍药花色调控基因，并根据CDS序列特征和大于300 bp原则进行过滤后最终获得的2 234个基因序列作为研究对象，利用Mobyle软件计算GC含量、第1与2位密码子的平均GC含量（GC12）、第3位密码子的GC含量（GC3s）、有效密码子数ENC、密码子适应指数CAI、相对同义密码子使用度RSCU等密码子偏性指标，其次进行中性绘图（GC12 vs. GC3）、ENC-GC3s绘图以及PR2（Parity Rule 2）绘图分析，并运用多元统计分析方法探讨突变压力和选择作用对密码子使用模式的影响程度，最后以5％CAI值作为高、低表达样本组，计算这两个样本组的同义密码子相对使用度，利用卡方检验Chi-square test分析两组之间的显著性差异来确定最优密码子。【结果】芍药花色相关基因的密码子GC3s含量为46.37％，大部分基因GC含量主要分布在30％—55％；中性绘图分析表明GC3s与GC12呈极显著的正相关（R2=0.202，P＜0.01）；ENC-GC3s绘图表明大部分基因分布在标准曲线周围，也有一部分基因分布在标准曲线下方较远的位置，同时大部分基因（ENCexp-ENCobs）/ENCexp比值集中分布在0.0—0.4；……