思茅松及云南松转录组密码子偏好性比较分析

原晓龙 王毅 罗婷 李云琴 毕玮 陈伟 李江

摘 要：【目的】比较思茅松Pinus kesiya var. langbianensis 和云南松P. yunnanensis 转录组中表达基因的密码子使用模式，为运用基因工程技术改造密码子实现思茅松基因异源表达提供理论依据。【方法】利用Codon W 1.4.2软件分析思茅松不同组织和云南松转录组密码子碱基组成，同时统计和计算其他相关参数，推断其最优密码子并将其与其他物种的密码子使用频率进行比较。【结果】在云南松和思茅松根转录组密码子的碱基组成方面，云南松为GC12（0.50）＞ GC3s（0.47），思茅松根为GC12（0.51）＞ GC3s（0.32）；在思茅松不同组织转录组的碱基组成方面，高产脂树皮为GC12（0.49）＞ GC3s（0.45），低产脂树皮为GC12（0.50）＞ GC3s（0.41），说明云南松和思茅松不同组织转录组的密码子在第3 位上均偏好以AU 结尾；它们的CAI 值相较于被子植物均较低，这些均说明云南松和思茅松不同组织转录组密码子的偏好性均较弱；且其中性绘图分析和ENC-plot 分析说明它们的使用模式均主要受到选择压力的影响；最优密码子分析显示云南松和思茅松根的最优密码子差异较小。通过对思茅松、拟南芥、构巢曲霉、酵母、毛果杨和云南松的密码子使用频率进行比较，发现思茅松与云南松转录组的密码子偏好性极为相似，與构巢曲霉和拟南芥的相对接近，说明构巢曲霉真核表达系统更适合思茅松基因的异源表达。【结论】思茅松和云南松转录组编码序列的密码子使用偏性以选择影响为主，是多种因素共同作用的结果，构巢曲霉是思茅松基因异源表达的最佳表达受体。该结论为今后开展思茅松转基因育种、特定基因的异源表达和生物合成中提高外源基因表达效率提供理论基础和参考依据。

关键词：思茅松；云南松；转录组；密码子使用模式；密码子偏好性；密码子使用频率

中图分类号：S718.46 文献标志码：A 文章编号：1673-923X（2023）09-0153-11