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作者：曾文娟;刘珊;文聪;张其湘;黄静;龚意辉;陈致印;
单位：湖南人文科技学院农业与生物技术学院;湖南人文科技学院湖南省园艺生产与加工类创新创业教育中心;湖南人文科技学院湖南省创新创业示范基地;湖南人文科技学院湖南省湘中特色农业资源开发利用与质量安全控制重点实验室;湖南省农业科学院茶叶研究所;
摘要：密码子使用偏好性作为基因表达调控与分子进化的关键驱动机制，在植物细胞器基因组演化中具有重要生物学意义。以茶树品种‘白毫早’（Camellia sinensis cv.‘Baihaozao’）为对象，系统解析其叶绿体（52个基因）与线粒体（29个基因）基因组的密码子使用模式及进化驱动力。结果表明：（1）叶绿体基因组平均有效密码子数（ENC=44.57±4.59）显著低于线粒体基因组（ENC=51.87±5.31），两者均呈现弱偏好性特征。中性分析揭示，叶绿体偏好性主要由自然选择主导（GC_(3s)与ENC相关性R~2=0.016），而线粒体则受自然选择与突变压力协同调控（R~2=0.11），与双子叶植物细胞器基因组的进化约束差异规律一致。（2）相对同义密码子使用度（Relative synonymous codon usage,RSCU）分析表明，两类细胞器基因组均显著偏好以A/U结尾的同义密码子，其中叶绿体高表达基因（如ndhA、rps14）表现出更强的A/U末端偏好性，暗示翻译选择对高表达基因的优化作用。（3）通过多变量统计筛选，确定18个叶绿体最优密码子（GCA、GCU等）及18个线粒体最优密码子（GCA、AGA等），其中GCA在两类细胞器中均被优选，显示跨细胞器功能基因的适应性趋同。本研究阐明了‘白毫早’细胞器基因组密码子使用特征的异质性及其进化驱动力，为茶树分子育种中外源基因的适配性优化及跨细胞器表达调控网络的构建提供了理论依据。
关键词：白毫早;;叶绿体基因组;;线粒体基因组;;密码子使用偏好性;;最优密码子
基金资助：湖南省自然科学基金（2023JJ50465）;; 湖南省科技创新计划项目（2024RC8289）;; 娄底市科技创新计划项目（2023RC3501）;; 国家级大学生创新训练项目（S202310553022）
