普通核桃與深紋核桃中葉綠體基因組密碼子使用特征對(duì)比

收稿日期：2023-09-06

基金項(xiàng)目：云南省研究生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（2022100）；云南省“興滇英才支持計(jì)劃”青年人才專項(xiàng)（YNWR-QNBJ-2020-188）

作者簡(jiǎn)介：朱 艷（2000-），女，云南昭通人，碩士研究生，主要從事森林保護(hù)相關(guān)研究。（E-mail）508034093@qq.com

通訊作者：韓長(zhǎng)志，（E-mail）swfuhcz@163.com

摘要： 本研究旨在對(duì)比分析普通核桃與深紋核桃中葉綠體基因組密碼子的使用偏好性，對(duì)普通核桃與深紋核桃中各53條蛋白質(zhì)編碼區(qū)序列開(kāi)展預(yù)測(cè)分析，明確上述2種核桃葉綠體基因組中的最優(yōu)密碼子，為未來(lái)開(kāi)展核桃物種的親緣關(guān)系研究提供理論依據(jù)。利用Codon W 1.4.2和在線軟件CUSP等分析普通核桃與深紋核桃中的葉綠體基因組密碼子，獲得相對(duì)同義密碼子使用度（RSCU）、有效密碼子數(shù)（ENC）、G+C含量等參數(shù)，再進(jìn)行中性繪圖分析、有效密碼子數(shù)分析及奇偶偏好性分析。普通核桃與深紋核桃中葉綠體基因組的密碼子適應(yīng)指數(shù)均為0.167，ENC均在45.00以上，表明密碼子偏好性弱。普通核桃與深紋核桃中葉綠體基因組密碼子的G+C含量整體表現(xiàn)為：基因中所有密碼子第1位堿基G+C的含量（GC1）＞基因中所有密碼子第2位堿基G+C的含量（GC2）＞基因中所有密碼子第3位堿基G+C的含量（GC3）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，第3位堿基的使用頻率表現(xiàn)為T大于A，G大于C。從普通核桃中篩選出14個(gè)最優(yōu)密碼子，從深紋核桃中篩選出17個(gè)最優(yōu)密碼子，其中共有23個(gè)最優(yōu)密碼子在第3個(gè)位置偏好以A/U結(jié)尾?？傊?，普通核桃和深紋核桃中葉綠體基因組密碼子偏好性主要受到自然選擇的影響，本研究結(jié)果可以為進(jìn)一步探索核桃抗性遺傳基因的改良和表達(dá)提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞： 普通核桃；深紋核桃；葉綠體；基因組；同義密碼子；偏好性

中圖分類號(hào)： S664.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1000-4440（2024）08-1507-14

Comparison of codon usage characteristics of chloroplast genomes in Juglans regia and Juglans sigillata

ZHU Yan， HAN Changzhi

（College of Forestry， Southwest Forestry University/Key Laboratory of Forest Disaster Warning and Control of Yunnan Province， Kunming 650224， China）

Abstract： The aim of the study was to compare and analyze the usage preference of chloroplast genome codons in Juglans regia and Juglans sigillata， and to predict and analyze 53 protein coding sequences （CDS） in Juglans regia and Juglans sigillata， so as to clarify the optimal codons in the chloroplast genomes of the above two walnuts and provide a theoretical basis for the future research of the genetic relationship of walnut species. Codon W 1.4.2 and online software CUSP were used to analyze the chloroplast genome codons in Juglans regia and Juglans sigillata， and the relative synonymous codon usage （RSCU）， effective number of codons （ENC）， G+C content and other parameters were obtained. Neutrality plot analysis， effective number of codons analysis （ENC-plot）， and parity preference analysis （PR2-plot） were performed. The codon adaptation index of chloroplast genomes in Juglans regia and Juglans sigillata was 0.167， and the ENC was above 45.00， indicating that the codon preference was weak. The G+C content of chloroplast genome codons in Juglans regia and Juglans sigillata was as follows： the content of G+C at the first base of all codons in the gene （GC1）＞the content of G+C at the second base of all codons in the gene （GC2）＞the content of G+C at the third base of all codons in the gene （GC3）. Further analysis showed that the usage frequency of the third base was T＞A， G＞C. A total of 14 optimal codons were screened in Juglans regia， and 17 optimal codons were screened in Juglans sigillata. Among them， 23 optimal codons preferred the A/U end at the third position. In conclusion， the codon preference of chloroplast genome in Juglans regia and Juglans sigillata is mainly affected by natural selection， which provides theoretical basis and data support for further exploration of the improvement and expression of walnut resistance genes.

Key words： Juglans regia;Juglans sigillata;chloroplast;genome;synonymous codon;bias

生物體內(nèi)的各種蛋白質(zhì)由20種氨基酸構(gòu)成，其中色氨酸、甲硫氨酸只有1個(gè)由三核苷酸組成的密碼子，其他氨基酸有2～6個(gè)由三核苷酸組成的密碼子[1]。通過(guò)對(duì)密碼子開(kāi)展分析能夠輔助識(shí)別自然界中的遺傳信息[2]，目前共有64個(gè)密碼子，18種氨基酸能夠利用其簡(jiǎn)并性實(shí)現(xiàn)不同密碼子編碼同一氨基酸[3]。不同物種、同一物種不同組織或基因中的密碼子存在不均衡使用的情況，即同義密碼子偏好性（SCUB）[4-6]。最優(yōu)密碼子是在物種高表達(dá)基因中頻繁出現(xiàn)、使用頻率最高的密碼子，而部分很少使用甚至不會(huì)出現(xiàn)的密碼子稱為稀有密碼子或者非優(yōu)化密碼子[3]。SCUB一般會(huì)受到基因突變、自然選擇、基因漂移等多種因素影響[7]，對(duì)其開(kāi)展研究，有助于了解物種之間的親緣關(guān)系、遺傳相似性、基因水平轉(zhuǎn)移、基因分子進(jìn)化及系統(tǒng)發(fā)育等，進(jìn)而促進(jìn)外源基因的表達(dá)和轉(zhuǎn)基因作物研究的發(fā)展[8-10]。葉綠體是綠色植物和藻類能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器[11]，具有基因組小、拷貝數(shù)多、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、進(jìn)化保守等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，葉綠本作為研究對(duì)象被廣泛應(yīng)用于DNA條形碼分子標(biāo)記、系統(tǒng)進(jìn)化以及基因工程等研究領(lǐng)域[8，12]。前人對(duì)不同物種葉綠體基因組中SCUB展開(kāi)了分析工作，如肉蓯蓉（Cistanche deserticola Ma）[13]、茶樹(shù)（Camellia sinensis）[14]、二喬玉蘭［Yulania×soulangeana （Soul.-Bod.） D. L. Fu］[15]、蒜頭果（Malania oleifera Chun & S. K. Lee）[16]、榕樹(shù)（Ficus microcarpa L. f.）[17]和圓柏（Juniperus chinensis Roxb.）[18]。

作為世界四大干果之一，核桃中含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[19]，自古以來(lái)就深受消費(fèi)者的喜愛(ài)[20]，同時(shí)，作為“木本油料之王”，其在木材建筑、經(jīng)濟(jì)效益方面發(fā)揮的作用顯著[21]。深紋核桃（Juglans sigillata D.）又被稱為云南核桃、南方核桃[22]，主要分布于中國(guó)西南地區(qū)和西藏自治區(qū)雅魯藏布江中上游地區(qū)，生長(zhǎng)于海拔1 300～3 300 m的山坡或山谷林中。普通核桃（Juglans regia L.）是胡桃屬植物，主要盛產(chǎn)于中國(guó)北方。目前有關(guān)上述2種核桃的研究工作主要體現(xiàn)在分子生物學(xué)方面，涉及種質(zhì)資源、表型研究和遺傳多樣性等[22-24]，然而，關(guān)于核桃葉綠體DNA的研究較少。本研究擬以深紋核桃、普通核桃中葉綠體基因組的高通量測(cè)序結(jié)果為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)比分析其葉綠體基因組蛋白質(zhì)編碼區(qū)序列（CDS）的堿基組成，利用中性繪圖分析、有效密碼子數(shù)分析（ENC-plot）及奇偶偏好性分析（PR2-plot）等深入剖析影響密碼子偏好性的主要因素，并篩選獲得葉綠體基因組的最優(yōu)密碼子，以期為深入開(kāi)展2種核桃的基因組研究、種質(zhì)創(chuàng)新研究提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

從美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心（NCBI）數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取普通核桃和深紋核桃的葉綠體基因組CDS序列，前者GenBank登錄號(hào)為KT963008.1，利用EditSeq計(jì)算G+C含量為36.23%；后者GenBank登錄號(hào)為MF167465.1，G+C含量為36.02%。通過(guò)在線軟件（https：//irscope.shinyapps.io/Chloroplot/）繪制普通核桃和深紋核桃的葉綠體基因組圖譜。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 密碼子堿基組成分析 使用Codon W 1.4.2處理數(shù)據(jù)得到密碼子適應(yīng)指數(shù)（CAI）、有效密碼子數(shù)（ENC）、相對(duì)同義密碼子使用度（RSCU），通過(guò)CUSP分析獲得基因中所有NHksyIPAY+9HEPE2JVAsCNJ8waLMkZ+8oAGj/+j4z8Y=密碼子第1位堿基、第2位堿基、第3位堿基G+C的含量（GC1、GC2、GC3），最后使用IBM SPSS Statistics、Excel、Origin等分析軟件分析并作圖[25]。

1.2.2 中性繪圖分析 分別以GC12（GC1和GC2的平均值）為縱坐標(biāo)，GC3為橫坐標(biāo)，繪制散點(diǎn)圖，分析密碼子使用偏好性的影響因素[26]，進(jìn)而對(duì)密碼子不同位置的堿基使用性開(kāi)展相關(guān)性分析[27]。

1.2.3 ENC-plot分析 分別以GC3作為X軸變量，ENC作為Y軸變量繪制散點(diǎn)圖，通過(guò)公式（1）計(jì)算出各基因的標(biāo)準(zhǔn)ENC并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。ENC的理論取值為20～61，其值越接近20表明偏好性越強(qiáng)，反之，其值越接近61表明偏好性越弱，若散點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)曲線接近，表示密碼子使用偏好性的主要影響因素是基因突變，若散點(diǎn)遠(yuǎn)離標(biāo)準(zhǔn)曲線，說(shuō)明密碼子使用偏好性的主要影響因素是自然選擇[28]。為了更好地評(píng)估ENC實(shí)際觀察值與ENC期望值之間的差異，根據(jù)公式（2）計(jì)算ENC比值并進(jìn)行分析。

ENC=2+GC3+29/[GC32+（1-GC3）2]（1）

ENC比值=（ENCexp-ENCobs）/ENCexp（2）

式中，ENC表示基因中使用有效密碼子數(shù)；GC3表示基因中所有密碼子的第3位堿基G+C的含量；ENCexp表示ENC期望值；ENCobs表示ENC實(shí)際觀察值。

1.2.4 PR2-plot分析 分別以G3為分子，G3與C3的和為分母，所得比值為X軸變量；以基因中所有密碼子第3位堿基A的含量（A3）為分子，A3與基因中所有密碼子第3位堿基T的含量（T3）的和為分母，所得比值為Y軸變量，繪制散點(diǎn)圖[29]。中心點(diǎn)位置表示A=T、G=C，即密碼子不具有偏好性，其他點(diǎn)到中心點(diǎn)的距離表示該基因的偏倚程度。

1.2.5 最優(yōu)密碼子的確定 以密碼子的ENC作為分析偏好性的標(biāo)準(zhǔn)，選取升序排列后ENC最低和最高兩端各10%的基因，建立基因庫(kù)。分別計(jì)算2組的RSCU值和△RSCU值（高表達(dá)基因的RSCU值-低表達(dá)基因的RSCU值）[30]，確定2種核桃葉綠體基因組的高頻密碼子（RSCU＞1.00）和高表達(dá)密碼子（△RSCU≥0.08），最優(yōu)密碼子要同時(shí)滿足RSCU＞1.00、△RSCU≥0.08這2個(gè)條件[31]。

2 結(jié)果與分析

2.1 密碼子堿基組成分析

普通核桃和深紋核桃的葉綠體基因組呈雙鏈環(huán)狀，為典型的四分體結(jié)構(gòu)（圖1、圖2），普通核桃大單拷貝區(qū)（LSC）為89 872 bp，小單拷貝區(qū)（SSC）為18 423 bp，反向重復(fù)區(qū)包括IRA和IRB，均為26 036 bp；深紋核桃LSC為89 871 bp，SSC為18 412 bp，IRA為26 034 bp，IRB為26 034 bp。普通核桃的葉綠體基因組一共注釋到136個(gè)基因，包括88個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因，40個(gè)tRNA基因和8個(gè)rRNA基因，其中光合作用的相關(guān)基因包括6類[5個(gè)光系統(tǒng)Ⅰ基因、13個(gè)光系統(tǒng)Ⅱ基因、12個(gè)還原型輔酶Ⅰ（NADH）-脫氫酶基因、6個(gè)細(xì)胞色素b/f復(fù)合物基因、6個(gè)ATP合酶基因、1個(gè)RuBisCO亞基基因]，自我復(fù)制的相關(guān)基因包括5類（15個(gè)小核糖體蛋白基因、11個(gè)大核糖體蛋白基因、4個(gè)RNA聚合酶基因、40個(gè)tRNA基因、8個(gè)rRNA基因），其他類型基因15個(gè)。深紋核桃的葉綠體基因組一共注釋到131個(gè)基因，包括86個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因，37個(gè)tRNA基因和8個(gè)rRNA基因，其中光合作用的相關(guān)基因包括6類[5個(gè)光系統(tǒng)Ⅰ基因、14個(gè)光系統(tǒng)Ⅱ基因、12個(gè)NADH-脫氫酶基因、6個(gè)細(xì)胞色素b/f復(fù)合物基因、6個(gè)腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）合酶基因、1個(gè)RuBisCO亞基基因]，自我復(fù)制的相關(guān)基因包括5類（15個(gè)小核糖體蛋白基因、10個(gè)大核糖體蛋白基因、4個(gè)RNA聚合酶基因、37個(gè)tRNA基因、8個(gè)rRNA基因），其他類型基因13個(gè)。

利用GeneiousPrime對(duì)2種核桃的葉綠體基因組序列進(jìn)行篩選，刪除長(zhǎng)度過(guò)短或重復(fù)的CDS，選擇典型基因序列，最終普通核桃和深紋核桃各獲得53條CDS。進(jìn)一步分析，普通核桃密碼子第3位堿基上T、C、A、G的含量分別為47.27%、15.55%、43.92%、16.21%；深紋核桃密碼子第3位堿基上T、C、A、G的含量分別為47.35%、15.50%、44.05%、16.10%，上述2種核桃中T3和A3高于G3和C3（表1）。

普通核桃的ENC范圍為37.68～58.08個(gè)，深紋核桃的ENC范圍為37.85～58.90個(gè)，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，共有74條（普通核桃37條、深紋核桃37條）葉綠體基因組序列的有效密碼子數(shù)大于45.00個(gè)，表明2種核桃葉綠體密碼子使用偏好性較弱，從表2可以看出，GC在不同位置、不同基因中未均勻分布。

對(duì)密碼子各參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表3）表明，在普通核桃和深紋核桃中，ENC與GC3極顯著相關(guān)（P＜0.01），與GC1、GC2相關(guān)性不顯著，說(shuō)明GC3對(duì)密碼子偏好性存在較強(qiáng)影響；GC1、GC2與GC3相關(guān)性不顯著，說(shuō)明3個(gè)位置的堿基組成差異較大。

進(jìn)一步對(duì)普通核桃和深紋核桃葉綠體基因組中各53條CDS進(jìn)行分析，2種核桃RSCU大于1.00的密碼子數(shù)量均為32個(gè)，普通核桃中以U結(jié)尾且RSCU>1的密碼子有UUU、CUU、AUU、GUU、UCU、UAU、CAU、AAU、GAU、UGU，以A結(jié)尾且RSCU>1的密碼子有AUA、GUA、UCA、CCA、ACA、GCA、UAA、CAA、AAA、GAA、CGA、AGA、GGA，以G結(jié)尾、RSCU>1的密碼子有UUG、UCG、CCG、GCG、UAG、CGG、AGG、GGG，以C結(jié)尾且RSCU>1的密碼子為UCC（表4）。深紋核桃中不同之處之一是以A結(jié)尾的密碼子不含CGA，而含有UUA。由此可見(jiàn)，2種核桃以A和U結(jié)尾的密碼子出現(xiàn)頻率較高，為偏好密碼子。

2.2 中性繪圖分析

圖3顯示，普通核桃葉綠體基因組密碼子的GC12、GC3的取值范圍分別為0.333～0.543、0.210～0.365，深紋核桃葉綠體基因組密碼子的GC12、GC3的取值范圍分別為0.306～0.543、0.210～0.365，由此可見(jiàn)，2種核桃的葉綠體基因組密碼子分布基本重合，說(shuō)明普通核桃和深紋核桃中葉綠體基因組密碼子的G+C含量接近。普通核桃GC12與GC3的回歸系數(shù)為0.379 7，決定系數(shù)為0.016 9；深紋核桃GC12與GC3的回歸系數(shù)為0.343 7，決定系數(shù)為0.028 2。2種核桃回歸系數(shù)均不接近1.000 0，說(shuō)明G+C在第1位、第2位、第3位這3個(gè)位置的堿基組成差異大，GC12與GC3相關(guān)性不顯著。大部分基因位于對(duì)角線上方，綜合相關(guān)性分析和中性繪圖分析的結(jié)果，2種核桃葉綠體基因組密碼子的使用偏好性主要受自然選擇的影響。

2.3 ENC-plot繪圖分析

ENC-plot分析結(jié)果（圖4）表明，少數(shù)基因位于標(biāo)準(zhǔn)曲線上，該部分基因的ENC實(shí)際觀察值與ENC期望值差異較??；大部分基因遠(yuǎn)離標(biāo)準(zhǔn)曲線，其ENC實(shí)際觀察值與ENC期望值相差較大。進(jìn)一步分析基因與標(biāo)準(zhǔn)曲線的距離，并對(duì)ENC比值進(jìn)行計(jì)算（表5），發(fā)現(xiàn)普通核桃和深紋核桃葉綠體密碼子基因組在-0.049～0.049區(qū)間的基因頻率為0.377，ENC實(shí)際觀察值與ENC期望值差距較大。上述結(jié)果表明普通核桃和深紋核桃葉綠體密碼子使用偏好性主要受到自然選擇的影響。

2.4 PR2-plot分析

密碼子偏好性僅受基因突變影響時(shí)，第3位堿基A/T、G/C具有相等的概率；受到自然選擇影響時(shí)，A/T、G/C的概率不均等。對(duì)上述CDS進(jìn)行堿基奇偶性分析，結(jié)果（圖5）表明，2種核桃葉綠體基因在4個(gè)區(qū)域的基因位點(diǎn)呈現(xiàn)不均勻分布，在A3/（A3+T3）＜0.5和G3/（G3+C3）＞0.5區(qū)域分布得最多，表示密碼子在第3位堿基的選擇上具有偏好性，使用頻率表現(xiàn)為T＞A、G＞C。上述結(jié)果說(shuō)明，普通核桃和深紋核桃葉綠體基因組密碼子偏好性受到自然選擇的影響。

2.5 最優(yōu)密碼子的確定

對(duì)5個(gè)高表達(dá)基因petD、rps18、rps14、cemA、petB以及5個(gè)低表達(dá)基因atpF、ndhK、rpl2、ycf2、ycf3中的同義密碼子進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果（表6）表明，普通核桃中有24個(gè)密碼子（其中11個(gè)以U結(jié)尾，6個(gè)以A結(jié)尾，3個(gè)以G結(jié)尾，4個(gè)以C結(jié)尾）的△RSCU（高表達(dá)基因的RSCU-低表達(dá)基因的RSCU）≥0.08，深紋核桃中有26個(gè)密碼子（其中11個(gè)以U結(jié)尾，8個(gè)以A結(jié)尾，3個(gè)以G結(jié)尾，4個(gè)以C結(jié)尾）△RSCU≥0.08。結(jié)合表4，普通核桃和深紋核桃中RSCU＞1.00的密碼子均為32個(gè)。同時(shí)滿足RSCU＞1.00和△RSCU≥0.08這2個(gè)條件的密碼子為最優(yōu)密碼子，從普通核桃中篩選出UUU、AUU、UUG、GUU、CUU、UCC、UCG、CCG、GCA、UAU、CAA、AAA、GAA、UGU共14個(gè)最優(yōu)密碼子；從深紋核桃中篩選出UCC、UCA、UCG、CCG、UUU、GCA、UUA、UAU、UUG、CAA、CUU、AAA、AUU、GAA、AUA、UGU、GUU共17個(gè)最優(yōu)密碼子，上述共有23個(gè)最優(yōu)密碼子在第3個(gè)位置偏好以堿基A/U結(jié)尾。

3 討論

密碼子作為生物體內(nèi)重要的遺傳信息，在核糖核酸翻譯為蛋白質(zhì)的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。前人研究發(fā)現(xiàn)，在自然環(huán)境中，生物體中同義密碼子的使用頻率逐漸適應(yīng)宿主的生長(zhǎng)環(huán)境，并出現(xiàn)不能均衡使用的情況[32-33]。密碼子使用偏好性受不同因素（基因序列堿基組成、自然選擇等）影響[34]，但一般認(rèn)為自然選擇是影響密碼子使用偏好性的主要因素[35]。前人研究多將第3位堿基的G+C含量作為評(píng)價(jià)密碼子偏好性的關(guān)鍵參數(shù)[36]。ENC能反映同義密碼子非均衡使用的偏好情況，是最具參考價(jià)值的參數(shù)，ENC理論取值范圍為20～61[37]。

普通核桃和深紋核桃的葉綠體基因組密碼子中第1位、第2位和第3位堿基的組成都影響著葉綠體CDS的使用偏好。第3位堿基G+C含量總體小于第1位、第2位堿基，第3位堿基A、T含量均高于G、C含量，表明第3個(gè)位置上的堿基偏好使用A/T，這與南歐大戟（Euphorbia peplus L.）[33]、蒲桃屬（Syzygium Gaertn.）[38]、杜鵑（Rhododendron simsii Planch.）[39]的密碼子使用偏好性相同。堿基奇偶性分析結(jié)果表明，在第3個(gè)位置上堿基使用頻率表現(xiàn)為T＞A、G＞C，說(shuō)明2種核桃葉綠體基因組密碼子使用偏好性受自然選擇的影響，這與對(duì)木蘭[40]、柿樹(shù)[41]、薔薇科果樹(shù)[42]、紫花苜宿[43]等植物的分析結(jié)果相同；趙森等[44]分析秋茄，得出C大于G、T大于A的結(jié)果，說(shuō)明秋茄葉綠體基因密碼子使用模式受到自然選擇的影響；竹節(jié)參葉綠體基因組密碼子的偏好分析結(jié)果表明，基因突變是影響其密碼子偏好形成的主要因素[45]，這與本研究結(jié)果不一致，說(shuō)明不同植物密碼子使用偏好性受到的主要影響因素不盡相同。

4 結(jié)論

基于獲得的普通核桃、深紋核桃葉綠體基因組序列，進(jìn)行堿基組成、中性繪圖分析、PR2-plot、RSCU值及ENC-plot分析比較，明確2種核桃擁有UUU、UUG、CUU、AUU、GUU、UCC、UCG、CCG、GCA、UAU、CAA、AAA、GAA、UGU共14個(gè)共同的最優(yōu)密碼子，多數(shù)以A或者U結(jié)尾，反映了相同分類單位、親緣關(guān)系近的生物密碼子偏好使用類似的堿基結(jié)尾[46-47]?；蛲蛔兒妥匀贿x擇共同影響普通核桃、深紋核桃葉綠體基因組密碼子的使用偏好性，但自然選擇為主要影響因素。普通核桃中有14個(gè)最優(yōu)密碼子，深紋核桃中有17個(gè)最優(yōu)密碼子，且最優(yōu)密碼子更傾向于以A/U結(jié)尾，本研究得到2種核桃葉綠體基因組表達(dá)的重要信息，對(duì)之后進(jìn)行核桃物種進(jìn)化及種質(zhì)資源的研究有著重要作用，同時(shí)也為預(yù)測(cè)核桃未知蛋白質(zhì)的基因、基因工程表達(dá)載體的設(shè)計(jì)等提供了一定的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] NOVOA E M， PAVON-ETERNOD M， PAN T， et al. A role for tRNA modifications in genome structure and codon usage[J]. Cell，2012，149（1）：202-213.

[2] 趙春麗，彭麗云，王 曉，等. 莧菜AtGAI基因密碼子偏好性與進(jìn)化分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，24（12）：10-22.

[3] 辛雅萱，黎若竹，李 鑫，等. 杧果葉綠體基因組密碼子使用偏好性分析[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2021，41（9）：148-156，165.

[4] 胡桂兵，張上隆，徐昌杰，等. 不同種類柑橘的密碼子用法分析[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，27（1）：13-16.

[5] HERSHBERG R， PETROV D A. Selection on codon bias[J]. Annual Review of Genetics，2008，42：287-299.

[6] 劉慧敏，烏云塔娜，杜紅巖. 杜仲轉(zhuǎn)錄組基因密碼子使用偏好性分析[J]. 北方園藝，2016（13）：85-89.

[7] XU C， CAI X N， CHEN Q Z， et al. Factors affecting synonymous codon usage bias in chloroplast genome of Oncidium Gower Ramsey[J]. Evolutionary Bioinformatics，2011，7：271-278.

[8] 王 茹，羅永堅(jiān)，劉相泉，等. 水杉葉綠體基因組同義密碼子使用偏好性[J]. 湖北民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，40（2）：121-128.

[9] SINGH N D， DAVIS J C， PETROV D A. X-linked genes evolve higher codon bias in Drosophila and Caenorhabditis[J]. Genetics，2005，171（1）：145-155.

[10]PARVATHY S T， UDAYASURIYAN V， BHADANA V. Codon usage bias[J]. Molecular Biology Reports， 2022，49（1）：539-565.

[11]SHAW J， LICKEY E B， SCHILLING E E， et al. Comparison of whole chloroplast genome sequences to choose noncoding regions for phylogenetic studies in angiosperms：the tortoise and the hare Ⅲ[J]. American Journal of Botany，2007，94（3）：275-288.

[12]李西文，胡志剛，林小涵，等. 基于454FLX高通量技術(shù)的厚樸葉綠體全基因組測(cè)序及應(yīng)用研究[J]. 藥學(xué)學(xué)報(bào)，2012，47（1）：124-130.

[13]馮 展，江 媛，鄭 燕，等. 肉蓯蓉屬植物葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 中草藥，2023，54（5）：1540-1550.

[14]譚淳月，劉 勇，賴章鳳，等. 茶樹(shù)氧甲基轉(zhuǎn)移酶基因密碼子偏好性分析[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，45（3）：652-662.

[15]沈蓮文，田金紅，王玉昌，等. 2種玉蘭屬植物葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2023，43（2）：44-53.

[16]原曉龍，劉 音，康洪梅，等. 蒜頭果葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2021，41（3）：15-22.

[17]夏 晞，彭勁諭，王大瑋，等. 3種榕屬葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2022，37（5）：88-94.

[18]舒軍霞，楊 林，周 濤，等. 刺柏屬4種藥用植物葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 中草藥，2022，53（23）：7507-7515.

[19]孟 佳，方曉璞，史宣明，等. 我國(guó)核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題與建議[J]. 中國(guó)油脂，2023，48（1）：84-86，103.

[20]郭從善. 核桃及其加工與利用[J]. 糧油食品科技，1999（5）：23-25.

[21]祝友朋，韓長(zhǎng)志，熊 智. 核桃細(xì)菌性黑斑病菌分泌蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及特征分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，35（2）：295-301.

[22]謝 蕾，李賢忠，寧德魯，等. 深紋核桃種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與挖掘研究進(jìn)展[J]. 林業(yè)科技通訊，2021（11）：26-31.

[23]覃 陽(yáng)，全紹文，周 麗，等. 基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的核桃（Juglans regia L.）SSR標(biāo)記開(kāi)發(fā)[J]. 分子植物育種，2019，17（20）：6736-6742.

[24]余務(wù)剛，肖良俊，吳 濤，等. 不同類型深紋核桃的表型多樣性研究[J]. 西部林業(yè)科學(xué)，2022，51（6）：31-38，78.

[25]NOVEMBRE J A. Accounting for background nucleotide composition when measuring codon usage bias[J]. Molecular Biology and Evolution，2002，19（8）：1390-1394.

[26]陸奇豐，駱文華，黃至歡. 兩種梧桐葉綠體基因組密碼子使用偏性分析[J]. 廣西植物，2020，40（2）：173-183.

[27]SUEOKA N. Directional mutation pressure and neutral molecular evolution[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，1988，85（8）：2653-2657.

[28]YANG X， LUO X N， CAI X P. Analysis of codon usage pattern in Taenia saginata based on a transcriptome dataset[J]. Parasit Vectors，2014，7：527.

[29]SUEOKA N. Near homogeneity of PR2-bias fingerprints in the human genome and their implications in phylogenetic analyses[J]. Journal of Molecular Evolution，2001，53（4/5）：469-476.

[30]唐曉芬，陳 莉，馬玉韜. 密碼子使用偏性量化方法研究綜述[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，2013，32（5）：660-666.

[31]SHARP P M， LI W H. The codon adaptation index-a measure of directional synonymous codon usage bias，and its potential applications[J]. Nucleic Acids Research，1987，15（3）：1281-1295.

[32]韓利紅，代冬琴，趙明玉，等. 雙孢蘑菇基因組密碼子的偏好性分析[J]. 菌物學(xué)報(bào)，2021，40（3）：603-615.

[33]余 濤，蒲 芬，管 芹，等. 南歐大戟葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（15）：35-41.

[34]ROMERO H， ZAVALA A， MUSTO H. Codon usage in Chlamydia trachomatis is the result of strand-specific mutational biases and a complex pattern of selective forces[J]. Nucleic Acids Research，2000，28（10）：2084-2090.

[35]吳學(xué)俊，梁湘蘭，易子群，等. 湖北山楂葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 分子植物育種，2023，21（8）：2508-2516.

[36]馮德江，蔡華雅，劉 翔，等. 馬鈴薯X病毒外殼蛋白的表達(dá)水平與變偶密碼子使用頻率的相關(guān)性[J]. 微生物學(xué)報(bào)，2003，43（5）：569-576.

[37]原曉龍，李云琴，張勁峰，等. 降香黃檀葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 廣西植物，2021，41（4）：622-630.

[38]楊秀瑤，張夢(mèng)潔，尹 拓，等. 蒲桃屬葉綠體基因組特征及密碼子偏好性分析[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2023，36（9）：1869-1880.

[39]萬(wàn)露露，范敦錦，王中煊，等. 杜鵑葉綠體基因組特征及密碼子偏好性分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（13）：54-59.

[40]季凱凱，宋希強(qiáng)，陳春國(guó)，等. 木蘭科葉綠體基因組的密碼子使用特征分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2020，22（11）：52-62.

[41]傅建敏，索玉靜，劉慧敏，等. 柿屬植物葉綠體蛋白質(zhì)編碼基因密碼子用法[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究，2017，35（2）：38-44.

[42]劉興躍，何仲堅(jiān)，邱毅敏. 四種薔薇科果樹(shù)葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 分子植物育種，2022，20（16）：5299-5308.

[43]喻 鳳，韓 明. 紫花苜蓿葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 廣西植物，2021，41（12）：2069-2076.

[44]趙 森，鄧力華，陳 芬. 秋茄葉綠體基因組密碼子使用偏好性分析[J]. 森林與環(huán)境學(xué)報(bào)，2020，40（5）：534-541.

[45]梁 娥，齊敏杰，丁延慶，等. 竹節(jié)參轉(zhuǎn)錄組使用密碼子偏好性分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（2）：59-63.

[46]李顯煌，楊生超，辛雅萱，等. 燈盞花葉綠體基因組密碼子偏好性分析[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2021，36（3）：384-392.

[47]王 婧，王天翼，王羅云，等. 沙棗葉綠體全基因組序列及其使用密碼子偏性分析[J]. 西北植物學(xué)報(bào)，2019，39（9）：1559-1572.

（責(zé)任編輯：王 妮）