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张颖等
, 2011,
几种果树及拟南芥开花基因
LFY
密码子偏好性分析
,
分子植物育种
(online) Vol.9 No.94 pp.1673-1679 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0094)
1678
的大小
(
表
3;
图
1)
与其进化关系
(
图
2)
远近相符，基
于密码子使用模式差异进行的聚类分析，显示同一
基因不同物种之间的关系与通过蛋白质氨基酸序
列构建的系统进化树显示的各物种间的进化距离
一致，说明在基因功能和类型一致的条件下，进化
上亲缘关系较近的物种，密码子的使用模式相似。
目前，基于分子序列的系统发育分析中，密码子使
用信息的分析结果可从另外的角度为系统发育研
究提供更多的参考信息，作为各种系统发育分析方
法的重要补充。
图
2
基于
LFY
氨基酸序列的系统分类图
Figure 2 A dendrogram of protein sequences encoding by LFY
amino acid
3
材料与方法
3.1
序列来源
本研究所采用的
8
种果树及拟南芥的
LFY
基因
序列均来源于
GenBank (
表
4)
。
3.2
使用主要软件和程序
密码子分析软件
Codon W (http://www.molbio1.
ox.ac.uk)
和序列比对软件
Invitrogen Vector NTI
Advance 11
中
ClustalW progress
；欧洲分子生物学
开放软件系统
EMBOSS
中的
CHIPS
和
CUSP
程序；
系统进化树构建软件
MEGA 5.0
。
3.2.1
密码子分析中涉及的指标
(1)
有效密码子数
(effective number of codons,
ENC) (Wright, 1990)
；
(2) GC3s
：基因中
GC
含量和密码子中不同位
置的
GC
含量；
(3)
密码子适应指数
(codon adaptation index,
CAI)
，密码子偏性达到最大值，即所有氨基酸均使
用最优密码子，
CAI
值为
1
；而
CAI
值越小，密码
子偏好程度就越低，相反偏好程度就越高；
(4)
同义密码子相对使用频率
(relative synony-
mous codon usage, RSCU)
，指对于特定密码子在编
码对应氨基酸相对同义密码子间的概率，密码子没
有偏好时，该密码子的
RSCU
值等于
1
；
RSCU
值
大于
l
，表明该密码子使用频率较高，反之使用频
率就越低
(Sharp and Li, 1986;
刘汉梅等
, 2010)
。
3.2.2
基因密码子使用概率聚类分析
利用
SPSS 13.0
对
9
条
LFY
基因进行了基于密
码子使用偏性的聚类。在对该基因密码子使用频率
(RSCU)
分析时，把每个基因作为一个对象，采用
59
个同义密码子
(
去除起始密码子和
3
个终止密码
子
)
的
RSCU
值。基因间的距离分析利用密码子使
用度的欧拉平方距离
(Das et al., 2006)
，构建距离系
数矩阵，并进行基于该系数的聚类分析。
作者贡献
张颖是本研究的实验设计和实验研究的执行人；樊秀
彩，姜建福，孙海生完成数据分析，论文初稿的写作；李民，
张永辉参与实验设计，试验结果分析；刘崇怀是项目的构思
者及负责人，指导实验设计，数据分析，论文写作与修改。
全体作者都阅读并同意最终的文本。
致谢
本研究由现代农业产业技术体系建设专项资金
(No.
CARS-30-yz-1)
资助。作者感谢两位匿名的同行评审人的评
审建议和修改建议。
参考文献
Bradley D., Ratcliffe O., Vincent C., Carpenter R., and Coen E.,
1997, Inflorescence commitment and architecture in
Arabidopsis, Science, 275(5296): 80-83
Carbone A., Zinovyev A., and Képès F., 2003, Codon
adaptation index as a measure of dominating codon bias,
Bioinformatics, 19(16): 2005-2015
Carmona M.J., Cubas P., and Martinez-Zapater J.M., 2002,
VFL, the grapevine FLORICAULA/LEAFY ortholog, is
expressed in meristematic regions independently of their
fate, Plant Physiology, 130: 68-77
Das S., Paul S., and Dutta C., 2006, Synonymous codon usage
in adenoviruses: influence of mutation, selection and
protein hydropathy, Virus Res., 117(2): 227-236