大豆基因组和转录组的核基因密码子使用偏好性分析

  本文关键词：大豆基因组和转录组的核基因密码子使用偏好性分析，由笔耕文化传播整理发布。

作物学报ＡＣＴＡＡＧＲＯＮＯＭＩＣＡＳＩＮＩＣＡ

ＩＳＳＮ０４９６－３４９０；ＣＯＤＥＮＴＳＨＰＡ９

２０１１，３７（６）：９６５－９７４ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｃｒｏｐｓ．ｏｒｇ／ｚｗｘｂ／

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大豆基因组和转录组的核基因密码子使用偏好性分析

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金龙国１罗玲１王跃平１董志敏１孙守红２邱丽娟１，＋

１国家农作物基因资源与遗传改良重大科学Ｔ程，农、Ｉｋ部作物种质资源利用重点开放实验室，中国农业科学院作物科学研究所，北京１０００８１；２中国科学院遗传与发育研究所，，北京１００１０１摘

要：研究大豆核基因密码子的使用模式，探讨影响其密码子组成和编码特点的因素，为运用基因工程技术提高

改良大豆提供理论依据。以大豆基因组的４６４３０个高置信编码基因和２０７１条大豆全长转录本序列为数据来源，应用ＣｏｄｏｎＷ软件对大豆全基因组密码子组成、同义密码子使用频率和全长转录组编码区密码子使用各项参数的计算和统计分析发现，基因的表达水平与编码区Ｇ＋Ｃ和ＧＣ３ｓ含量均呈极显著正相关，且Ｇ＋Ｃ和ＧＣ３ｓ含量越高的基因密码子使用偏好性越高，并确定了ＵＣＣ和ＧＣＣ为大豆最优密码子。编码区长度分组分析表明，密码子使用偏好性随编码区长度的增加而降低，编码区较长的基因则趋向于随机使用密码子，且在转录组数据范围内，编码区长度介

于４００～６００ｂｐ的基因表达水平最高。大豆叶片和种子中特异表达基因的密码子使用偏好性和基因表达水平较为接近，

但种子特异表达基因的Ｇ＋Ｃ和ＧＣ３ｓ含量均显著高于叶片特异表达基因，而其芳香族氨基酸含量则极显著低于叶片特异表达基因。

关键词：大豆；基因组；转录组；密码子

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密码子是生命信息传递的基本单位，编码同一种氨基酸同义密码子的不均衡使用称为密码子的使用偏好性，其中被优先使用的某些密码子称为最优

密码子。生物体对同义密码子的选择不仅在基因表达水平方面发挥重要调节作用‘１１，而且有利于提高翻译的准确性和效率‘２１。已有研究发现影响密码子

本研究由国家高技术研究发展计划（８６３计划）项目（２００６ＡＡｌ０Ａ１１０），国家自然科学基金项目（３０８７１６２１）和国家转基因生物新品种培育科技重大专项重点课题（２００９ＺＸ０８００９—０８８Ｂ）资助。

’通讯作者（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ）：邱丽娟，Ｅ—ｍａｇｉ：ｑｉｕ＿ｌｉｊｕａｎ＠２６３．ｎｅｔ第一作者联系方式：Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｌｅ＿ｃａａｓ＠ｙａｈｏｏ．Ｇｎ

Ｒｅｃｅｉｖｅｄ（收稿日期）：２０１０—１２—２３；Ａｃｃｅｐｔｅｄ（接受日期）：２０１１一０３—２８．

  本文关键词：大豆基因组和转录组的核基因密码子使用偏好性分析，由笔耕文化传播整理发布。