原創 王占軍等 南京林業大學學報
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3個茶樹品種WOX基因傢族的進化及密碼子偏好性比較
王占軍1△，吳子琦1△，王朝霞1，歐祖蘭1，李 傑1，蔡倩文1，徐忠東1，張照亮2*
1.合肥師范學院生命科學學院；2.安徽農業大學茶樹生物學與資源利用國傢重點實驗室。
隨著近年來測序技術飛速發展,茶樹(Camellia sinensis) ‘雲抗10號’(Camellia sinensis var. assamica cv. Yunkanglo, 簡稱CSA)、‘舒茶早’(Camellia sinensis var. sinensis CV. ShuChazao,簡稱CSS)和‘雲南野生古茶DASZ&39;;A.&39;;N煙草;P.毛果楊;0.水稻。下同。
3個茶樹品種WOX基因與擬南芥密碼子使用頻率相比,比值≤0.5或≥2分別有7、4和2個;與煙草相比,密碼子使用模式差異較大的分別有4、2和2個;與毛果楊相比,3個茶樹品種均有6個密碼子與其使用模式差異大。與水稻相比,密碼子使用模式差異較大分別有13、12和12個。由此可知,4種模式植物中,煙草與3個茶樹品種的密碼子使用頻率比較的差異最小,水稻的差異最大。3個茶樹品種WOX基因與毛果楊比較,編碼Leu的CTA、CTG,編碼Pro的CCC和編碼TER的TAA都是差異較大的密碼子。在與水稻的比較中,編碼Leu的CTG,編碼Val的CTC,編碼Pro的CCG,編碼Thr的ACT、ACG,編碼Ala的GCC、GCG和編碼Gln的CAA均為差異較大的密碼子。綜上,煙草是3個茶樹品種WOX基因的最佳異源表達受體，水稻最不適宜作為其基因異源表達受體。
3.2.3 密碼子變異來源分析
用ENc和GC3s相關性圖探究影響密碼子使用偏好的主要因素,其中標準曲線反映瞭無選擇壓力時二者關系(圖2)。由圖2A-2C可知,3個茶樹品種WOX基因的ENc-GC3s。圖較相似,其中 , CSS與DASZ的基因分佈情況最相似,均多位於預期曲線下,而CSA中有2個基因落點高於預期曲線,其餘9個基因落在曲線下。故3個茶樹品種的大部分基因位於預期曲線下。表明影響3個茶樹品種密碼子使用偏好模式的主因是自然選擇等其他因素,堿基突變壓對密碼子使用偏好存在一定影響，但影響力遠小於自然選擇等其他因素。
PR2偏倚分析通過探究密碼子第3位上A/T與G/C之間的使用情況來確定影響密碼子使用偏好模式的主因。觀察圖2D-2F發現, DASZ中多數基因分佈於右下區域,說明在DASZ的CDS序列第3位密碼子上T的使用頻率高於A,G的使用頻率高於C;CSS和CSA中大部分基因分佈在左下，表明它們密碼子第3位上T的使用頻率高於A,C的使用頻率高於G。由此可見,3個茶樹品種A/T和G/C在密碼子第3位上的使用頻率存在差異，說明其密碼子偏好性不僅受堿基突變壓的影響,還受自然選擇和其他因素影響。
GC12和GC3的中性分析可定量評估突變壓和自然選擇對密碼子使用模式的影響程度(圖2G-2I)。3個茶樹品種WOX基因中性分析回歸直線的斜率分別為0.065 6,0.0137和-0.029 1 ,表明堿基突變壓占3個茶樹品種密碼子使用模式6.56%、1.37%和2.91% ,自然選擇等因素分別占93.44% 、98.63%和97.09%;表示自然選擇等其他因素在3個茶樹品種密碼子使用偏好模式中占主導作用,而堿基突變壓對密碼子使用偏好的影響較小,這與ENc-GC3s和PR2-plot分析結果高度一致。
▲圖 2 3個茶樹品種WOX基因密碼子變異來源分析圖
4結論
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