'白毫早'叶绿体与线粒体基因组密码子偏好性分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 曾文娟

作者： 曾文娟;刘珊;文聪;张其湘;黄静;龚意辉;陈致印

作者机构：

关键词： 白毫早;叶绿体基因组;线粒体基因组;密码子使用偏好性;最优密码子

期刊名称： 茶叶科学

ISSN： 1000-369X

年卷期： 2025 年 45 卷 004 期

页码： 587-603

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 密码子使用偏好性作为基因表达调控与分子进化的关键驱动机制，在植物细胞器基因组演化中具有重要生物学意义。以茶树品种‘白毫早’（Camellia sinensis cv.‘Baihaozao’）为对象，系统解析其叶绿体（52个基因）与线粒体（29个基因）基因组的密码子使用模式及进化驱动力。结果表明：（1）叶绿体基因组平均有效密码子数（ENC=44.57±4.59）显著低于线粒体基因组（ENC=51.87±5.31），两者均呈现弱偏好性特征。中性分析揭示，叶绿体偏好性主要由自然选择主导(GC3s与ENC相关性R2=0.016)，而线粒体则受自然选择与突变压力协同调控（R2=0.11），与双子叶植物细胞器基因组的进化约束差异规律一致。（2）相对同义密码子使用度（Relative synonymous codon usage,RSCU）分析表明，两类细胞器基因组均显著偏好以A/U结尾的同义密码子，其中叶绿体高表达基因（如ndhA、rps14）表现出更强的A/U末端偏好性，暗示翻译选择对高表达基因的优化作用。（3）通过多变量统计筛选，确定18个叶绿体最优密码子（GCA、GCU等）及18个线粒体最优密码子（GCA、AGA等），其中GCA在两类细胞器中均被优选，显示跨细胞器功能基因的适应性趋同。本研究阐明了‘白毫早’细胞器基因组密码子使用特征的异质性及其进化驱动力，为茶树分子育种中外源基因的适配性优化及跨细胞器表达调控网络的构建提供了理论依据。

分类号： S571.1

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