冯瑞云^1* , 闫建俊¹ , 侯雅静¹ , 雷梦林² , 郝雅萍¹ , 王慧杰¹ , 白云凤¹

1山西省农业科学院作物科学研究所, 作物遗传与分子改良山西省重点实验室, 太原, 030031; 2 山西省农业科学院农作物品种资源研究所,农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室,太原, 030001
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《分子植物育种》印刷版, 2018 年, 第 16卷, 第 15 篇   
收稿日期: 2018年03月02日    接受日期: 2018年04月03日    发表日期: 2019年01月17日

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶是(phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC)是 C4 光合途径的关键酶之一。为了解籽粒苋 PEPC 基因密码子的使用特性，运用 CHIP、 CUSP、 CodonW和 SPSS 软件分析籽粒苋 PEPC 基因密码子的偏好性，并分别与其他 24种物种PEPC以及模式生物基因组进行比较。结果显示，籽粒苋 PEPC基因偏好使用 A/T结尾的密码子， 26 种偏好密码子(RSCU>1)中偏好性较强的有 GCT、 CTC 和 GTG (RSCU较强)。与其他物种同源基因相比，密码子选择偏性存在差异。进化树分析表明，基于 PEPC 基因编码序列聚类结果比密码子使用偏性分类结果能更准确地反映物种间的亲缘关系；密码子使用频率比较结果发现，酵母 真核表达系统更适用于籽粒苋 PEPC 基因异源表达实验，而籽粒苋 PEPC 基因与模式植物基因组之间密码子使用偏性差异较小，尤其番茄可能为该基因转基因研究最为理想的受体。本研究为籽粒苋 PEPC 基因在作物高光效基因工程中选择最佳的外源表达系统以及提高其表达水平提供了前期的研究基础。

籽粒苋；PEPC基因；密码子偏好性；聚类分析