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葡萄基因组密码子偏好性分析
答梁材, 刘珊珊, 刘俊林, 张丽娟
中国农业科技导报    2025, 27 (4): 78-86.   DOI:10.13304/j.nykjdb.2023.0808
摘要   (210 HTML0 PDF(pc) (1200KB)(22)  

密码子偏好性存在于几乎所有已知物种基因组中。为了解葡萄基因组的密码子使用偏好性并提高基因异源表达效率,以葡萄的全基因组数据作为基础材料,对葡萄编码基因密码子的特性和影响因素进行分析,并与其他表达系统和葡萄亚科植物基因组的密码子偏好性进行比较。结果表明,以葡萄染色体序列为研究对象,共筛选出21 887条编码序列的密码子。葡萄基因密码子不同位置的GC含量表现为GC1(50.19%)>GC3(43.92%)>GC2(40.36%),密码子末位碱基较偏好于A/U。确定了19个最优密码子,分别为GCA、GCU、GAU、UUU、GGA、GGU、CAU、AUU、CUU、AAU、CCA、CCU、CAA、UCA、UCU、ACA、ACU、GUU、UAU,其中以A结尾的有6个,以U结尾的有13个。葡萄基因组密码子的使用受自然选择和突变的双重影响,其中导致葡萄基因组密码子偏好性的主要因素为自然选择。以上结果为葡萄基因组学的研究提供了理论基础,也为提高异源蛋白在葡萄中的表达和葡萄相关蛋白的体外表达提供了指导。


氨基酸

Amino acid

密码子

Codon

高表达库High expression library低表达库Low expression libraryΔRSCU
数量NumberRSCU数量NumberRSCU
丙氨酸 AlaGCA*12 3421.38111 7241.1770.204
GCC6 6750.7479 9250.997-0.250
GCG2 3620.2645 0000.502-0.238
GCU*14 3681.60813 1881.3240.284
半胱氨酸 CysUGC4 9240.8566 2471.034-0.178
UGU6 5791.1445 8330.9660.178
天冬氨酸 AspGAC7 7780.55510 8120.776-0.221
GAU*20 2421.44517 0661.2240.221
谷氨酸 GluGAA19 9101.07016 4130.9780.092
GAG17 3170.93017 1491.022-0.092
苯丙氨酸 PheUUC9 6820.78413 4360.996-0.212
UUU*15 0111.21613 5511.0040.212
甘氨酸 GlyGGA*12 2601.30211 2001.1640.138
GGC6 2070.6598 5890.893-0.234
GGG8 4030.8928 9630.932-0.040
GGU*10 8061.1479 7201.0110.136
组氨酸 HisCAC4 3890.6326 3280.885-0.253
CAU*9 5091.3687 9661.1150.253
异亮氨酸 IleAUA7 8260.7598 0800.780-0.021
AUC7 9160.76810 3450.998-0.230
AUU*15 1731.47212 6571.2220.250
赖氨酸 LysAAA16 8500.94314 6450.8940.049
AAG18 8941.05718 1301.106-0.049
亮氨酸 LeuCUA5 3270.6216 0880.635-0.014
CUC7 7820.90710 6681.112-0.205
CUG7 6390.8909 6681.008-0.118
CUU**13 5851.58311 9381.2450.338
UUA7 4070.6776 1130.6700.007
UUG14 4721.32312 1431.330-0.007
蛋氨酸 MetAUG14 7281.00014 6791.0000.000
天冬酰胺 AsnAAC8 9100.70710 9070.926-0.219
AAU*16 3081.29312 6591.0740.219

脯氨酸

Pro

CCA*10 2721.5489 5451.2800.268
CCC4 2590.6426 3950.858-0.216
CCG1 9460.2934 7360.635-0.342
CCU*10 0641.5179 1541.2270.290

谷氨酰胺

Gln

CAA*11 0971.10310 2581.0210.082
CAG9 0280.8979 8320.979-0.082
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表1 葡萄基因组最优密码子分析
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