荞麦属植物叶绿体基因组密码子使用模式及系统关系研究

来源：江苏农业科学杂志2025年第第24期北京时间：

作者：张以忠;马飘;邓琳琼;廉立坤;蹇黎;张荣先

单位：1.贵州省生物资源开发与生态修复特色重点实验室，贵州毕节 551700； 2.贵州工程应用技术学院生态工程学院，贵州毕节 551700； 3.贵州工程应用技术学院矿业工程学院，贵州毕节 551700

摘要：为明确荞麦属植物叶绿体基因组蛋白编码序列密码子使用模式及荞麦属种间系统进化关系，利用Python 3.7、CodonW 1.4.2、Mega 7.0、IBM SPSS 21.0、Origin 9.1等软件对荞麦属植物7个种的叶绿体基因组368条蛋白编码序列的核苷酸组成、相对同义密码子使用度(relative synonymous codon usage，RSCU)、有效密码子数(effective number of codons，ENC)、最优密码子等进行分析，同时通过对应分析、中性绘图分析及聚类分析等系统解析密码子使用偏好的影响因素及荞麦属种间系统关系。结果表明，7个荞麦种叶绿体基因组蛋白编码序列的GC含量均低于39.00%，密码子第3位碱基(GC3)的含量均小于30.00%，ENC均大于47.50，表明荞麦属植物的叶绿体基因组蛋白编码序列富含A/T，密码子偏好利用A/U碱基结尾，偏好性较低。对应分析、PR2-plot分析、中性绘图分析及ENC-plot分析结果显示，影响密码子使用偏好的主要因素是自然选择，次要因素为突变压力。根据RSCU值发现，7种荞麦中有29个共同的高频密码子，2个共同的最优密码子及3个共同的高表现密码子。根据密码子使用模式及RSCU聚类关系发现，金荞与甜荞的亲缘关系比苦荞近，与硬枝万年荞的亲缘关系比小野荞近，螺髻山野荞与小野荞、长花柱野荞与硬枝万年荞亲缘关系较近。

关键词：荞麦;叶绿体基因组;密码子偏好性;最优密码子;聚类分析