灰毛漿果楝葉綠體基因組密碼子使用特征分析

原曉龍，王 毅，張勁峰

(1.云南省林業(yè)和草原科學院，云南 昆明 650201；2.云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點實驗室，云南 昆明 650201)

葉綠體擁有一套獨立于核的基因組，是一種存在于植物中的半自主性細胞器，屬細胞質遺傳[1]。葉綠體是植物光合作用的細胞器，且植物的能量供給和次生代謝產(chǎn)物的生物合成均在其參與下完成[2]。植物花粉中不含葉綠體，且葉綠體基因拷貝數(shù)多、基因組數(shù)量多[3]，因此以葉綠體基因組為受體進行轉基因操作可避免花粉逃逸帶來的生物安全問題[4]，并可迅速得到表達量較高的轉基因后代[1]，葉綠體基因工程已在擬南芥[Arabidopsisthaliana(L.) Heynh][5]、棉花(GossypiumhirsutumL.)[6]等植物中成功轉化。葉綠體基因工程是以基因序列的同源重組為基礎[7]，因此通過研究葉綠體基因組的蛋白編碼序列特征和密碼子的堿基組成，有助于提高遺傳轉化效率和目的基因高效穩(wěn)定表達[8]，還可以評估分子系統(tǒng)進化水平[9]。蛋白編碼序列的DNA由除起始密碼子和終止密碼子外通用的61個密碼子翻譯，除蛋氨酸和色氨酸外，其余氨基酸均有兩種以上的同義密碼子共同編碼[10]；各同義密碼子在翻譯過程中的使用頻率并不均等，這種現(xiàn)象稱為密碼子偏好性(codon usage bias, CUB)[11]。密碼子偏好性在不同物種、組織或基因中具豐富的多樣性，這是物種或基因在長期的進化過程中受自然選擇、堿基突變及遺傳漂移等因素綜合作用的結果[12-13]；同時密碼子偏好性還與基因組大小[14]、內含子數(shù)量[15]、tRNA豐度[16]和基因表達水平[17]等因素存在關聯(lián)?！?br>