Page 112 - 《广西植物》2021年第2期

԰ 期 王艳等᧥ 杜仲基因密码子使用模式分析 ԰ Ꭾ ጢ
ᤦᑕ༁ᔀ ࣼ༁ᑕ੫ᔀ ஦ʢᔀीࣼᔀႿዹᢃ ᆍ஦ ᡷၤᔀ ዹᆍʛᔽႿ੫ ੫ᔀႿᔀ༁঎ ାᢃ ࣼ༁ᔽႿ੫ ऊВ୩۪ ᑕႿʛ ऊᆍʛᆍႿ В༁ᑕ੫ᔀ ᧕ᑕᡷᑕᤦᑕ༁ᔀ ༁ᆍ஦ᡷऔᑕʢᔀᡷᆍዹᆍቝᡱᑕʢᔀ ᡷၤᔀ᥈ऊ
ዹᆍႿᡷᔀႿᡷ༁ ᑕႿʛ ዹᆍʛᆍႿ ᆍዹዹࣼʢʢᔀႿዹᔀ ஦ʢᔀीࣼᔀႿዹᢃ ᆍ஦ ጛॹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ औᔽᡷၤ ᡷၤᆍ༁ᔀ ᆍ஦ ዛʗᐹᤇᔠʐᅳᡓ໧ᔠ໧ ᡙ၊ᐹᤀᔠᐹႥᐹᖔ ટᔠዞᅳᡙᔠᐹႥᐹ ᡙᐹᤇᐹዞࣩቂᖔ
ጛ໧ዞ၊ᓣʗᔠዞ၊ᔠᐹ ዞᅳᤀᔠ ᑕႿʛ ୒ᐹዞዞ၊ᐹʗᅳቂᡥዞᓣ໧ ዞᓣʗᓣצᔠ໧ᔠᐹᓣ঎ ఋၤᔀ ʢᔀ༁ࣼ᤟ᡷ༁ औᔀʢᔀ ᑕ༁ ஦ᆍ᤟᤟ᆍऔ༁᧥ ఋၤᔀ Ⴟࣼቝᤦᔀʢ ᆍ஦ ኏୩ऊВ ׹ᑕ᤟ࣼᔀ ੫ʢᔀᑕᡷᔀʢ ᡷၤᑕႿ ϟ ၤᑕʛ
ሕԡ ዹᆍʛᆍႿ༁ᖔ ᔽႿዹ᤟ࣼʛᔽႿ੫ ϟऐ ੫ᔀႿᔀ༁ औᔽᡷၤ ᔀႿʛᔽႿ੫ ᥈ᣰ ऊ ᑕႿʛ ϟ԰ ੫ᔀႿᔀ༁ ᔀႿʛᔽႿ੫ औᔽᡷၤ ዶᣰ Вᖔ ᑕႿʛ ᡷၤᔀ༁ᔀ ༁ࣼ੫੫ᔀ༁ᡷᔀʛ ᡷၤᑕᡷ ᡷၤᔀ ዹᆍʛᆍႿ༁
ᡱʢᔀ஦ᔀʢʢᔀʛ ᔀႿʛ༁ औᔽᡷၤ ᥈ᣰ ऊᖔ ᑕႿʛ ၤᑕʛ ᑕ ༁ᡷʢᆍႿ੫ ᤦᔽᑕ༁ଫ ఋၤᔀ Ⴟࣼቝᤦᔀʢ ᆍ஦ ᔀ஦஦ᔀዹᡷᔽ׹ᔀ ዹᆍʛᆍႿ༁ ྉጶશऊɯ ʢᑕႿ੫ᔀ༁ ஦ʢᆍቝ ሕԡ ᡷᆍ ᤃԡᖔ ᑕႿʛ ᡷၤᔀ
ዹᆍʛᆍႿ༁ औᔽᡷၤᔽႿ ᡷၤᔽ༁ ʢᑕႿ੫ᔀ औᔀʢᔀ ஦ᑕʢ ᑕऔᑕᢃ ஦ʢᆍቝ ᡷၤᔀ ༁ᡷᑕႿʛᑕʢʛ ዹࣼʢ׹ᔀ ᑕႿʛ ᡷၤᔀᔽʢ ጶશऊ ׹ᑕ᤟ࣼᔀ༁ औᔀʢᔀ ༁ቝᑕ᤟᤟ᔀʢ ᑕႿʛ ၤᑕʛ ᑕ ၤᔽ੫ၤᔀʢ
ᡱʢᔀ஦ᔀʢᔀႿዹᔀଫ ۪኏԰᥋ᡱ᤟ᆍᡷ ᑕႿᑕ᤟ᢃ༁ᔽ༁ ༁ၤᆍऔᔀʛ ᡷၤᑕᡷ ᥈ ᢦ ऊᖔВ ᢦ ዶᖔ ᔽႿ ᡷၤᔀ ᤦᑕ༁ᔀ ࣼ༁ᑕ੫ᔀ ஦ʢᔀीࣼᔀႿዹᢃଫ ዶႿᑕ᤟ᢃ༁ᔽ༁ ᆍ஦ ᥈ऊ ዹᆍႿᡷᔀႿᡷ༁ ᆍ஦
ጛࣩዞᅳቂቂᔠᐹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ ᑕႿʛ ʢᔀᡱʢᔀ༁ᔀႿᡷᑕᡷᔽ׹ᔀ ༁ᡱᔀዹᔽᔀ༁ ༁ၤᆍऔᔀʛ ᡷၤᑕᡷ ᡷၤᔀ ጛॹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ ᥈ऊϟ԰ᖔ ᥈ऊሕ ᑕႿʛ ᑕ׹ᔀʢᑕ੫ᔀ ᥈ऊ ዹᆍႿᡷᔀႿᡷ༁ औᔀʢᔀ
ၤᔽ੫ၤᔀʢ ᡷၤᑕႿ ᡷၤᆍ༁ᔀ ᆍ஦ ʢᔀᡱʢᔀ༁ᔀႿᡷᑕᡷᔽ׹ᔀ ༁ᡱᔀዹᔽᔀ༁ଫ ఋၤᔀ ᑕႿᑕ᤟ᢃ༁ᔽ༁ ᆍ஦ ᡷၤᔀ ዹᆍʛᆍႿ ࣼ༁ᑕ੫ᔀ ஦ʢᔀीࣼᔀႿዹᢃ ᆍ஦ ጛॹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ ᑕႿʛ ʢᔀᡱʢᔀ༁ᔀႿᡷᑕᡷᔽ׹ᔀ
༁ᡱᔀዹᔽᔀ༁ ༁ၤᆍऔᔀʛ ᡷၤᑕᡷ ᡷၤᔀ ዹᆍʛᆍႿ ᡱʢᔀ஦ᔀʢᔀႿዹᔀ༁ ᆍ஦ ጛॹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ ᑕႿʛ ટᔠዞᅳᡙᔠᐹႥᐹ ᡙᐹᤇᐹዞࣩቂᖔ ୒ᐹዞዞ၊ᐹʗᅳቂᡥዞᓣ໧ ዞᓣʗᓣצᔠ໧ᔠᐹᓣ औᔀʢᔀ ዹ᤟ᆍ༁ᔀᖔ
ᑕႿʛ ᡷၤᔀ ዹᆍʛᆍႿ ᡱʢᔀ஦ᔀʢᔀႿዹᔀ༁ ᆍ஦ ጛࣩዞᅳቂቂᔠᐹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ᖔ ዛʗᐹᤇᔠʐᅳᡓ໧ᔠ໧ ᡙ၊ᐹᤀᔠᐹႥᐹ ᑕႿʛ ጛ໧ዞ၊ᓣʗᔠዞ၊ᔠᐹ ዞᅳᤀᔠ औᔀʢᔀ ीࣼᔽᡷᔀ ʛᔽ஦஦ᔀʢᔀႿᡷ঎
ጛࣩዞᅳቂቂᔠᐹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ ᔽ༁ ᑕ ᡱʢᔀዹᔽᆍࣼ༁ ऊၤᔽႿᔀ༁ᔀ ቝᔀʛᔽዹᔽႿᑕ᤟ ቝᑕᡷᔀʢᔽᑕ᤟ ࣼႿᔽीࣼᔀ ᔽႿ ऊၤᔽႿᑕ঎ ዶႿᑕ᤟ᢃ༁ᔽ༁ ᆍ஦ ᡷၤᔀ ዹᆍʛᆍႿ ࣼ༁ᑕ੫ᔀ ᡱᑕᡷᡷᔀʢႿ ᑕႿʛ
༁ᡷࣼʛᔽᔀ༁ ᆍ஦ ᔽᡷ༁ ዹᆍʛᆍႿ ᡱʢᔀ஦ᔀʢᔀႿዹᔀ औᔽ᤟᤟ ᡱʢᆍ׹ᔽʛᔀ ᑕ ᡷၤᔀᆍʢᔀᡷᔽዹᑕ᤟ ᤦᑕ༁ᔽ༁ ஦ᆍʢ ᡷၤᔀ ᔽቝᡱʢᆍ׹ᔀቝᔀႿᡷ ᑕႿʛ ᔀ଴ᡱʢᔀ༁༁ᔽᆍႿ ᆍ஦ ஦ᆍʢᔀᔽ੫Ⴟ ੫ᔀႿᔀ༁ ᔽႿ
ጛॹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ ᡱ᤟ᑕႿᡷ ੫ᔀႿᔀᡷᔽዹ ᔀႿ੫ᔽႿᔀᔀʢᔽႿ੫঎
ᣞᓣᡥ ँᅳʗʐ໧᧥ ጛࣩዞᅳቂቂᔠᐹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ ੫ᔀႿᔀᖔ ዹᆍʛᆍႿᖔ ᡱʢᔀ஦ᔀʢᔀႿዹᔀᖔ ࣼ༁ᑕ੫ᔀ ᡱᑕᡷᡷᔀʢႿᖔ ʢᔀᡱʢᔀ༁ᔀႿᡷᑕᡷᔽ׹ᔀ ༁ᡱᔀዹᔽᔀ༁

জজ 蛋白质的基本组成单位是氨基酸ᖔ氨基酸由 响会形成自身偏好的密码子系统ᖔ当某一密码子
三联体密码子组成ᤥ 生物体内含有 ԰ԡ 种氨基酸 在编码氨基酸受阻碍时ᖔ与其编码相同氨基酸的
由 ᤃϟ 个密码子编码ᖔ剩余 ሕ 个为终止密码子ྉ 李 同义密码子能够代替其行使功能从而保证蛋白质
滢等ᖔ԰ԡϟᤃɯᤥ 编码氨基酸的三联体密码子中前两 合成的准确性ྉ ୩ᆍᡱၤᔽᑕʢᑕႿᔽ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟँɯᤥ 分析生
位碱基基本决定氨基酸的种类ᖔ第三位碱基的改 物对同义密码子的使用情况可为该生物的外源基
变对氨基酸影响较小ᤥ 即在编码氨基酸过程中即 因插 入及表达提供一定的理论依据 ྉ 雷慧 等ᖔ

便密码子第三位碱基由于基因突变或其他原因造 ԰ԡϟँɯᤥ
成改变ᖔ也不影响氨基酸的正常编码ྉ 赵春丽等ᖔ 杜仲 ྉ ጛࣩዞᅳቂቂᔠᐹ ࣩᤀቂᅳᔠʐᓣ໧ ɯ 为杜仲科
԰ԡϟँɯᤥ 编码同一氨基酸的不同密码子称同义密 ྉጶࣼዹᆍቝቝᔽᑕዹᔀᑕᔀɯ植物ᖔ是我国特有树种ᖔ经济价值
码子ᖔ该现象称为密码子简并性ྉ 苏慧等ᖔ԰ԡϟጢɯᤥ 很高ܦ资源稀少ྉᓂᔽࣼ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡԡጢɯᤥ 随着基因工程
密码子简并性具有重要生物学意义ᖔ可以减少有 技术的蓬勃发展ᖔ关于杜仲的研究范围越来越广ᤥ
害突变ᖔ也可使 ᧕શዶ 上碱基组成有 较大变动余 近年来对杜仲的研究有杜仲几丁质酶基因在作物

地ᖔ因此密码子简并性在物种的稳定上起一定作 真菌病害方面的抗性机制ྉ 郭林霞等ᖔ԰ԡϟᤃଫ丁延
用ྉ张文娟ᖔ԰ԡԡᤃɯᤥ 理论上在不存在外界压力或 庆ᖔ԰ԡϟᎮɯܦ杜仲 ᧕ᔽʢᔽ੫ᔀႿᡷ 基因的功能分析ྉ 王维东
者其他干扰因素条件下ᖔ同义密码子的使用频率 等ᖔ԰ԡϟऐɯ以及杜仲胶合成相关基因的克隆及分析
是相同的ᤥ 但实际在编码氨基酸时同义密码子的 ྉ王宇等ᖔ԰ԡϟጢɯ 等方面ᤥ 近些年在杜仲遗传转化
使用频率具有差异ᖔ这种现象称为密码子偏好性 方面的研究越来越多ᖔ但存在生长周期长ܦ遗传转
ྉ胡桂兵等ᖔ԰ԡԡᤃɯᤥ 密码子偏好性在异源表达方 化不易进行等原因ᖔ因此探究杜仲基因的密码子

面具有重要作用ᖔ不仅可以用来描述基因进化规 使用模式可为杜仲的遗传转化提供更多可能性ᤥ
律ܦ基因表达过程中的调控机制ᖔ也可用于预测外 本研究在实验室前期的研究基础上对杜仲的 ሕ԰ԡ
源基因的最适宿主ᖔ通过密码子优化提高宿主中 个蛋白编码基因进行同义密码子相对使用频率ܦ
外源基因的表达量以及评估基因的表达水平等 ጶશऊ 与 ᥈ऊሕ༁ 关联分析及 ۪኏԰᥋ᡱ᤟ᆍᡷ 偏倚分析ᖔ并将
ྉۼᑕႿ੫ ᔀᡷ ᑕ᤟঎ᖔ ԰ԡϟሕଫ胡振民等ᖔ԰ԡϟँɯᤥ 生物在长 杜仲与代表性物种大肠杆菌ܦ拟南芥ܦ酿酒酵母和
时间的进化过程中由于基因突变和外界环境的影 烟草的密码子 ᥈ऊ 含量及密码子使用频率进行比