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20种千屈菜科植物rbcL基因密码子使用偏好性分析

2021-07-12顾翠花

浙江农林大学学报 2021年3期
关键词:植物分析

郑 钢,顾翠花,林 琳,王 杰

(1.浙江农林大学 风景园林与建筑学院,浙江 杭州 311300;2.浙江农林大学 浙江省园林植物种质创新与利用重点实验室,浙江 杭州 311300;3.浙江农林大学 南方园林植物种质创新与利用国家林业和草原局重点实验室,浙江 杭州 311300)

密码子承担着生物体内遗传信息传递的重要功能,是DNA转录与翻译、蛋白质合成与表达过程中的关键单元。在生物体共用的一套密码子中,终止密码子不编码氨基酸,甲硫氨酸(Met)和色氨酸(Trp)分别由1种密码子编码。其余59个密码子具有简并性,即1种氨基酸可由2~6个密码子对应编码,编码相同氨基酸的密码子即为同义密码子[1]。基因并非完全随机地使用同义密码子,而是存在一定的偏好性。特定的密码子偏好性是生物体长期适应性进化的结果,能够反映生物对环境的分子适应机制[2]。分析密码子偏好性及其影响因素,对生物遗传育种、进化基因组学以及系统发育学研究具有深远的意义。1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶 (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, Rubisco 酶)是植物叶绿体基质中参与光合作用的关键酶,约占可溶性蛋白质总量的50%[3]。Rubisco酶具有催化1,5-二磷酸核酮糖(Ribulose-1,5-disphosphate, RuBP)与二氧化碳(CO2)羧化反应和光呼吸中RuBP与氧气(O2)加氧反应的双重活性,对净光合率有决定性影响[4]。Rubisco酶由8个大亚基(催化亚基)和8个小亚基(调节亚基)组成,前者是固定CO2的活性位点和催化位点,由叶绿体基因组大单拷贝区的rbcL基因编码[5−6]。环境的变化会导致rbcL基因产生适应性进化,从而影响植物光合效率[7]。因此,研究rbcL基因的密码子使用模式有利于理解高等植物对环境的适应机制。……

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