Sugarcane mosaic virus (SCMV), a member of the genus Potyvirus in the family Potyviridae, is an important pathogen that causes mosaic diseases in maize, sugarcane, canna and other graminaceous species worldwide. Previously, several reports have showed the genetic variation and population structure of SCMV. However, the evolutionary dynamics, synonymous codon usage pattern and adaptive evolution of the virus is unclear. In this study, we performed comprehensive analyses of phylodynamics, composition bias and codon usage of SCMV using 108 complete genomic sequences. Our phylogenetic analysis found six host- and geographically confined phylogenetic lineages within the SCMV non-recombinant isolates. We found a relatively stable and conserved genomic composition with a lower codon usage choice in the SCMV protein coding sequences. Mutation pressure and natural selection have shaped the codon usage patterns of the SCMV protein coding sequences with natural selection being the dominant factor. The codon adaptation index (CAI), relative codon deoptimization index (RCDI) and similarity index (SiD) analyses revealed a stronger correlation between SCMV and maize than between SCMV and sugarcane or canna. Our study is the first to evaluate the codon usage pattern of SCMV based on complete sequences and may provide a better understanding of the origin of SCMV and its evolutionary patterns for future research.

中文翻译：

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基于全基因组序列的甘蔗花叶病毒遗传变化及宿主适应性。

甘蔗花叶病毒（SCMV）是马铃薯病毒科马铃薯病毒属的一员，是一种重要的病原体，在世界范围内引起玉米、甘蔗、美人蕉和其他禾本科植物的花叶病。此前，已有多篇报道显示了 SCMV 的遗传变异和种群结构。然而，病毒的进化动力学、同义密码子使用模式和适应性进化尚不清楚。在这项研究中，我们使用 108 个完整的基因组序列对 SCMV 的系统动力学、组成偏差和密码子使用进行了综合分析。我们的系统发育分析在 SCMV 非重组分离物中发现了六个宿主和地理上受限的系统发育谱系。我们发现了相对稳定和保守的基因组组成，在 SCMV 蛋白编码序列中密码子使用选择较低。突变压力和自然选择塑造了 SCMV 蛋白编码序列的密码子使用模式，其中自然选择是主导因素。密码子适应指数 (CAI)、相对密码子去优化指数 (RCDI) 和相似性指数 (SiD) 分析显示 SCMV 与玉米之间的相关性强于 SCMV 与甘蔗或美人蕉之间的相关性。我们的研究是第一个基于完整序列评估 SCMV 密码子使用模式的研究，可能为未来研究提供更好的理解 SCMV 的起源及其进化模式。相对密码子去优化指数 (RCDI) 和相似性指数 (SiD) 分析显示 SCMV 与玉米之间的相关性强于 SCMV 与甘蔗或美人蕉之间的相关性。我们的研究是第一个基于完整序列评估 SCMV 密码子使用模式的研究，可能为未来研究提供更好的理解 SCMV 的起源及其进化模式。相对密码子去优化指数 (RCDI) 和相似性指数 (SiD) 分析显示 SCMV 与玉米之间的相关性强于 SCMV 与甘蔗或美人蕉之间的相关性。我们的研究是第一个基于完整序列评估 SCMV 密码子使用模式的研究，可能为未来研究提供更好的理解 SCMV 的起源及其进化模式。