苋菜AtrNiR基因密码子偏好性与进化分析

陈 何, 王 晓, 王 乐, 赖钟雄, 刘生财

(福建农林大学园艺植物生物工程研究所，福建 福州 350002)

在mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子。同义密码子指编码相同氨基酸的密码子。在进化过程中，一些物种或一些基因倾向于使用特定的一组密码子进行氨基酸的编码，形成了同义密码子的使用偏好性[5]。对密码子使用偏好性进行分析，有助于了解基因转录与翻译的分子机制、确定最优密码子、选择合适外源表达宿主及提高蛋白质产量。基因密码子偏好性对基因表达水平也会有一定的影响，一般来说，基因密码子偏好性越强则其表达量越高[6]。研究密码子使用偏好性，不仅可以预测某些未知功能基因，而且可以为最佳密码子设计转基因表达载体[7]。

苋菜(AmaranthustricolorL.)是富含甜菜色素的1年生草本植物[8]，营养价值高，是我国夏季的主要蔬菜之一，在各地均有栽培。本课题组通过基因克隆克隆出苋菜AtrNiR基因，同时利用Codon W、SPSS 22、MEGA-X等软件，对苋菜AtrNiR基因与其他物种如甜菜、菠菜、藜麦的NiR基因进行比较，并比较其与拟南芥、大肠杆菌等常见模式生物基因组密码子的使用频率，以期为后续研究苋菜AtrNiR基因结构功能及选择合适的表达受体和表达系统提供参考。

1 材料与方法

1.1 序列数据来源及密码子偏好性参数分析

苋菜AtrNiR(GenBank登录号：MT374155)开放阅读框(ORF)为1 785 bp，编码594个氨基酸。参照赵春丽等[8]试验方法，从GenBank数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/)获取甜菜、菠菜和藜麦等24种植物的NiR基因序列(表1)。从Codon Usage Database数据库(http://www.kazusa.or.jp/codon/)获取甜菜(BetavulgarisL.)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)、烟草(Nicotianatabacum)、番茄(Solanumlycopersicum)、大肠杆菌(Escherichiacoli)和酵母菌(Saccharomycescerevisiae)6个模式生物的基因组密码子偏好性数据。……