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user: 3. 结果与分析 3.1. 麦谷蛋白亚基基因同义密码子使用偏性分析 来源于小麦的13个麦谷蛋白亚基基因同义密码子使用偏性主要参数ENC、GC、GC3计算结果见表2。ENC值能反映密码子家族中同义密码子偏爱程度。其范围在20~61之间，越靠近20偏性越强。研究结果显示，1Ax1、1Ax2*、1Bx14、1Bx23、1By9、1By15、1By16、1Dx1.5、1Dx2、1Dx5、1Dy11、1Dy12*基因的ENC值均介于40~50之间，表明它们的密码子使用偏爱性中等；而1Dy10基因的ENC值为36.76，表明该基因具有较强的密码子使用偏爱性；进一步分析小麦的麦谷蛋白亚基基因GC含量发现，不同麦谷蛋白亚基基因GC含量较高，均在0.5以上；从密码子第三位GC含量来看，各亚基基因GC3含量在0.38~0.45之间，没有太大差异。由此可见，不同的小麦麦谷蛋白亚基基因的密码子用法上具有相似性。 3.2. 麦谷蛋白亚基基因同义密码子使用频率分析 运用CodonW1.4.2软件计算并分析不同的小麦麦谷蛋白亚基基因密码子使用情况，RSCU值去除了氨基酸组成对密码子使用的影响，且直观地反映了密码子使用的偏爱性。如某一密码子的RSCU值等于1，则表明该密码子的使用没有偏爱；RSCU值大于1，表明该密码子的使用频率相对较高；RSCU值小 Table 2 The ENC values and content of GC for glutenin subunits gene in whea 亚基 有效密码子数 全长CDS的GC含量 密码子第三位GC含量 1Ax1 42.23 0.547 0.405 1Ax2* 44.13 0.550 0.408 1Bx14 43.68 0.552 0.400 1Bx23 46.45 0.552 0.398 1By9 48.48 0.548 0.495 1By15 42.47 0.546 0.396 1By16 43.60 0.542 0.388 1Dx1.5 46.42 0.572 0.429 1Dx2 45.88 0.573 0.427 1Dx5 46.46 0.573 0.426 1Dy10 36.76 0.543 0.446 1Dy11 46.30 0.558 0.418 1Dy12* 44.43 0.555 0.412 表2. 不同麦谷蛋白亚基基因的有效密码子数和GC含量 于1，表明该密码子的使用频率低。研究结果显示，1Ax1基因有23个RSCU值大于1的密码子，1Ax2*有22个，1Bx23有24个，1By9有28个，1By15有27个，1By16有27个，1Dx1.5有23个，1Dx2有24个，1Dx5有23个，1Dy10有21个，1Dy11有25个，1Dy12*有24个，且这些密码子绝大部分以G或C碱基结尾；而1Bx14基因有23个RSCU值大于1的密码子，且大部分以A或T碱基结尾(表3)。由此可见，小麦麦谷蛋白亚基基因偏爱G或C结尾的密码子。 另外，根据同义密码子相对使用度可以看出，在小麦麦谷蛋白亚基中，编码Ala的偏爱密码子为GCA，编码Cys的偏爱密码子为TGC，编码Asp的偏爱密码子为GAC，编码Glu的偏爱密码子为GAG，编码Phe的偏爱密码子为TTT，编码Gly的偏爱密码子为GGA/GGG，编码His的偏爱密码子为GAC，编码Ile的偏爱密码子为ATA，编码Lys的偏爱密码子为AAG，编码Leu的偏爱密码子为CTA/CTC，编码Asn的偏爱密码子为AAC，编码Pro的偏爱密码子为CCA，编码Gln的偏爱密码子为CAA，编码Arg的偏爱密码子为AGG，编码Ser的偏爱密码子为TCA/TCT，编码Thr的偏爱密码子为ACT，编码Val的偏爱密码子为GTC/GTG，编码Tyr的偏爱密码子为TCA。由此可见，不同的小麦麦谷蛋白亚基基因表达，每一种氨基酸均存在1~2个偏爱密码子。 3.3. 不同麦谷蛋白亚基基因密码子使用频率的差异 基于表3中各密码子的RSCU值，利用SPSS计算不同麦谷蛋白亚基基因之间密码子使用偏性的欧式距离系数(表4)，并进行基于该系数的聚类分析(图1)。各基因间的距离系数越大，则表达它们在密码子使用上的差异越大。由表4可以看出，1Dy10与1Dx1.5、1Dx2和1Dx5基因间距离系数最大，和1Ax1、1Ax2*、1Bx14、1Bx23、1By9、1Dy11和1Dy12*基因间距离系数次之，而各组染色体上麦谷蛋白x-型或y-型亚基基因间距离系数较小。研究表明，1Dy10与其他麦谷蛋白亚基基因的密码子使用差异较大，而各组染色体上麦谷蛋白x-型或y-型亚基基因之间密码子使用差异较小。 基于距离系数的聚类分析可知，1Dx1.5、1Dx2和1Dx5基因之间密码子用法差异相对较小，成为一 Table 3 The relative synonymous codon usage of glutenin subunits genes in whea 氨基酸 密码子 1Ax1 1Ax2* 1Bx14 1Bx23 1By9 1By15 1By16 1Dx1.5 1Dx2 1Dx5 1Dy10 1Dy11 1Dy12* A(Ala) GCA 1.28 1.33 1.75 1.73 0.92 1.13 0.62 2.00 2.07 2.07 2.99 0.93 0.90 GCC 0.64 0.67 0.75 0.67 1.54 0.50 0.62 0.57 0.55 0.55 0.69 0.93 0.77 GCG 1.44 1.17 1.00 1.07 0.31 0.38 0.46 0.71 0.69 0.69 0.05 0.67 0.65 GCT 0.64 0.83 0.50 0.53 1.23 2.00 2.31 0.71 0.69 0.69 0.27 1.47 1.68 C(Cys) TGC 1.50 1.20 1.00 1.50 1.60 1.43 1.43 1.50 1.50 1.50 0.00 1.43 1.43 TGT 0.50 0.80 1.00 0.50 0.40 0.57 0.57 0.50 0.50 0.50 2.00 0.57 0.57 D(Asp) GAC 1.33 1.33 1.33 1.60 1.60 1.50 1.50 2.00 2.00 2.00 0.00 1.50 1.50 GAT 0.67 0.67 0.67 0.40 0.40 0.50 0.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.50 0.50 E(Glu) GAA 0.61 0.75 0.29 0.43 0.60 0.59 0.71 0.25 0.24 0.50 1.00 0.71 0.59 GAG 1.39 1.25 1.71 1.57 1.40 1.41 1.29 1.75 1.76 1.50 1.00 1.29 1.41 F(Phe) TTC 1.00 1.00 0.80 1.00 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 1.71 1.33 0.67 TTT 1.00 1.00 1.20 1.00 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 0.29 0.67 1.33 G(Gly) GGA 1.80 1.73 2.22 2.20 1.30 1.76 1.76 1.65 1.64 1.60 1.41 1.77 1.78 GGC 0.28 0.34 0.15 0.14 0.80 0.22 0.21 0.17 0.17 0.17 0.94 0.22 0.21 GGG 1.55 1.62 1.55 1.49 1.60 1.95 1.97 1.80 1.82 1.85 1.41 1.91 1.91 GGT 0.37 0.31 0.09 0.11 0.30 0.06 0.06 0.37 0.37 0.38 0.24 0.11 0.10 H(His) CAC 1.20 1.60 0.00 0.00 2.00 1.09 1.09 1.00 1.00 1.00 2.00 1.38 1.47 CAT 0.80 0.40 2.00 2.00 0.00 0.91 0.91 1.00 1.00 1.00 0.00 0.62 0.53 I(Ile) ATA 2.25 2.00 1.20 1.50 2.00 2.33 2.10 1.50 1.50 1.50 1.29 2.25 2.25 ATC 0.00 0.00 0.60 0.75 0.50 0.33 0.60 0.75 0.75 0.75 1.71 0.75 0.75 ATT 0.75 1.00 1.20 0.75 0.50 0.33 0.30 0.75 0.75 0.75 0.00 0.00 0.00 K(Lys) AAA 0.00 0.00 0.29 0.33 0.60 0.57 0.75 0.57 0.57 0.57 0.33 0.89 0.89 AAG 2.00 2.00 1.71 1.67 1.40 1.43 1.25 1.43 1.43 1.43 1.67 1.11 1.11 L(Leu) CTA 1.83 1.86 1.38 1.38 0.67 1.20 1.76 1.65 1.65 1.61 3.30 1.45 1.66 CTC 0.78 0.71 1.85 1.62 2.67 1.40 1.24 1.50 1.50 1.46 1.20 1.66 1.66 CTG 0.39 0.57 2.08 1.85 1.33 2.60 2.47 1.50 1.50 1.61 0.90 1.86 1.86 CTT 0.39 0.57 0.00 0.00 0.67 0.20 0.18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.41 0.21 TTA 1.04 0.57 0.00 0.23 0.00 0.20 0.00 0.15 0.15 0.15 0.30 0.00 0.00 TTG 1.57 0.71 0.69 0.92 0.67 0.40 0.35 1.20 1.20 1.17 0.30 0.62 0.62 N(Asn) AAC 0.00 0.00 0.00 0.00 1.33 2.00 2.00 0.00 0.00 0.00 1.78 0.00 0.00 AAT 0.00 0.00 0.00 0.00 0.67 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.22 0.00 0.00 P(Pro) CCA 2.85 2.88 2.88 2.88 2.96 3.44 3.43 2.91 2.92 2.93 1.81 3.27 3.38 CCC 0.16 0.17 0.17 0.13 0.17 0.17 0.17 0.15 0.15 0.15 1.42 0.12 0.11 CCG 0.95 0.92 0.83 0.86 0.35 0.28 0.29 0.91 0.90 0.89 0.26 0.36 0.28 CCT 0.04 0.04 0.13 0.13 0.52 0.11 0.11 0.04 0.04 0.04 0.52 0.24 0.23 表3. 不同的小麦麦谷蛋白亚基基因同义密码子的相对使用度 续表 注：大于1的RSCU值用黑体字表示。 亚类；1Bx14和1Bx23成为一亚类；1Ax1和1Ax2*成为一亚类；1By15和1By16成为一亚类；1Dy11和1Dy12*成为一亚类；最后再与密码子用法差异最大的1Dy10成为一类。这一聚类分析结果同样表明，除1By9和1Dy10之外，无论是A染色体组、B染色体组，还是D染色体组，各组染色体上麦谷蛋白x-型或y-型亚基基因间密码子使用频率差异最小。