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'皇冠李'苹果酸转运体基因ALMT4、ALMT9和tDT密码子偏好性分析

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AL3+激活的苹果酸转运体4基因(aluminum-activated malate transporter 4，ALMT4)、AL3+激活的苹果酸转运体9基因(aluminum-activated malate transporter 9，ALMT9)和液泡膜二羧酸转运体基因(tonoplast dicarboxylate transporter，tDT)可能是参与李(Prunus salicina)果实苹果酸转运与积累的关键基因，密码子偏好性分析对其后续基因功能研究具有重要意义。该研究运用CodonW和CUSP程序分析了'皇冠李'(Prunus salicina'Huangguan')ALMT4、ALMT9和tDT基因的密码子偏好性，并与大肠杆菌(Escherichia coli)、酵母(Saccharomyces cerevisiae)、烟草(Nicotiana tabacum)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)及番茄(Lycopersicon esculentum)等模式物种基因组密码子偏好性进行比较。结果显示，'皇冠李'ALMT4、ALMT9和tDT基因的有效密码子数(effective number of codons，ENC)远高于35，接近61，密码子适应指数(codon adaptation index，CAI)远小于1，接近0，密码子偏好性较弱。ALMT4和ALMT9偏好A/U(T)结尾的密码子，tDT偏好U(T)/C结尾的密码子。ALMT4的高频密码子有GCA、AGA、UGU、GGU、CCU、ACU、UAU、UUU、GAA、CAU、AAU、GAU，ALMT9的高频密码子有GCA、AGG、GGA、CAU、UUG、UCA、ACA、AAU、GAU、UUU、UAC，tDT的高频密码子有GCU、AGG、CGA、UGC、GAG、GGA、UUG、AGC、UCC、UAU、GAU、CAA、AAG。基因树相较于基于同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage，RSCU)构建的聚类树更能够反映物种的植物学分类关系。综合考虑密码子偏好性差异、成本、便捷等因素，酵母是'皇冠李'ALMT4、ALMT9、tDT基因较理想的异源蛋白表达系统，番茄是较理想的异源植物表达系统。以酵母和番茄为例对'皇冠李'ALMT4、ALMT9和tDT基因CDs序列进行改造优化，改造后的基因序列具有酵母和番茄基因组的密码子偏好性特征。本研究为后续的基因功能研究提供了理论基础。
Codon Bias Analysis of Prunus salicina 'Huangguan' Malate Transporter ALMT4, ALMT9 and tDT Genes

巫伟峰、陈明杰、陈发兴

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福建农林大学 园艺学院,福州 350000

福建农林大学 海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心,福州 350000

中国科学院 庐山植物园,九江 332900

密码子偏好性 李 密码子优化 苹果酸转运体 系统发育关系

福建省发改委农业五新项目福建省特色水果产业技术项目中央引导地方科技发展专项

K6018203AHKH190278A2017L3001

2020

农业生物技术学报
中国农业大学 中国农业生物技术学会

农业生物技术学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.801
ISSN：1674-7968
年,卷(期)：2020.28(1)
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