2.6 最优密码子分析

芒果叶绿体基因组，以△RSCU≥0.08为标准确定了24个高表达密码子，以A结尾的8个，以T结尾的12个，以C结尾的3个，以G结尾的1个。结合芒果叶绿体基因的相对同义密码子使用度和同义密码子相对使用度（表4和表5），确定19个最优密码子，分别是GCT、TGT、GAA、TTT、GGT、CAT、ATT、AAA、TTA、CCT、CAA、AGA、CGA、CGT、AGT、TCT、ACT、GTA、CTT。其中以A结尾的7个，以T结尾的12个，暗示芒果叶绿体基因组偏爱使用以A和T碱基结尾的密码子。

3 讨论

随着分子生物学的飞速发展，测序技术的持续更新，基因组数据的应用为密码子的偏性研究提供了支持。研究发现GC含量可反映密码子使用偏性突变的整体趋势，密码子第3位碱基GC3含量可作为密码子偏好性分析的主要依据。本研究通过对筛选出的芒果叶绿体基因组的55条密码序列进行分析发现，GC3s含量为26.29%，暗示密码子偏好使用末位碱基为A/T的密码子。结果与剑麻、杉木偏好使用末位碱基为A/T的密码子相似。ENC可判断基因表达量的高低，当其大于35时基因表达水平较低，在编码氨基酸时，对密码子的选用偏好性也弱。芒果叶绿体基因组ENC均值为48.14，表明叶绿体基因密码子偏好性不强。ENC越小，基因的密码子使用偏好性越强，越偏好使用A/T结尾的密码子，这与本实验RSCU等数据揭示的芒果叶绿体基因组第3位密码子富含A/T的结论相一致。突变和自然选择是影响密码子偏好性使用的主要因素，本研究通过中性绘图分析显示，选择是密码子偏好性的主要影响因素；通过ENC-plot绘图分析则发现，突变是密码子偏好性的主要影响因素，本研究认为芒果叶绿体基因组密码子的偏好性受突变和选择2种因素的影响应该是相对均衡的。

同义密码子的偏好使用影响基因的表达，最优密码子可以提高翻译的效率和准确率。有研究认为，双子叶植物偏好使用A/T结尾的密码子，单子叶植物偏好使用G/C结尾的密码子，但也有不同的观点，如有偏好使用A/T结尾的单子叶植物如糜子、霍山石斛等。芒果属于双子叶植物，本研究通过高表达优越密码子和高频密码子相结合的方法筛选出的19个最优密码子均以A或T结尾，表明芒果叶绿体基因组偏爱使用以A和T碱基结尾的密码子，结论与双子叶偏好使用A/T结尾的密码子类似。

本研究系统的对芒果叶绿体基因组密码子的偏好性及影响因素进行了研究，发现芒果叶绿体基因组偏好使用以A/T结尾密码子；突变和选择均衡的影响密码子的偏好性使用；研究还确定了19个芒果叶绿体基因组最优密码子。研究结果为今后芒果分子系统进化、遗传转化、叶绿体基因工程等方面的研究奠定基础，为芒果在叶绿体基因组水平上进行分类、性状改良等提供参考依据。

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