水稻組學尺度多層次生物網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與工具開發(fā).pdf

1、植物基因型與表型間復雜的相互關(guān)系涉及到細胞內(nèi)多種組分間的時空調(diào)控和代謝產(chǎn)物在不同細胞器或組織中的分布，一直是研究人員關(guān)注的熱點和難點。傳統(tǒng)的研究方法有數(shù)量性狀基因定位(QTL)和全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)。然而，QTL和GⅣAS沒有考慮到分子間的調(diào)控關(guān)系，不能很好地解釋性狀與基因間相互作用關(guān)系的分子機制。整合多種組分間的調(diào)控關(guān)系包括代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò),基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等，構(gòu)建多層次調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，探索定量研究復雜生物網(wǎng)絡(luò)的新途徑，能夠

2、為更好的理解和研究植物基因型和表現(xiàn)型之間的相互關(guān)系提供一種可能。
　　本項目以水稻為研究對象，首先，從水稻基因組注釋信息出發(fā)，擬利用一個半自動化的流程對現(xiàn)有生物學公共數(shù)據(jù)庫的信息進行整合，完成水稻基因組尺度的代謝網(wǎng)絡(luò)進行初步構(gòu)建。我們開發(fā)了一種新的基于內(nèi)共生學說的代謝網(wǎng)絡(luò)空缺填補的方法(DEF)，用于高精度的代謝網(wǎng)絡(luò)空缺填補。然后，通過系統(tǒng)生物學的方法和實驗手段對網(wǎng)絡(luò)進行精細的修正和評估，包括化合物胞內(nèi)價態(tài)的計算，反應方程式的配平

3、，反應可逆性的預測，空缺的查找及填補。試圖構(gòu)建出第一個目前數(shù)據(jù)水平上最為完整的高質(zhì)量的水稻基因組尺度的代謝網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，整合蛋白互作網(wǎng)絡(luò)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的實驗驗證數(shù)據(jù)與預測數(shù)據(jù)，完成水稻多層次調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的初步構(gòu)建。為了將構(gòu)建好的基因組尺度多層次調(diào)控網(wǎng)絡(luò)注釋到亞細胞器中，我們還開發(fā)了一種新的高精度的用于植物蛋白質(zhì)亞細胞定位預測的整合算法(PSI)?；赑SI的預測結(jié)果，我們將水稻組學尺度多層次生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò)注釋到10個亞細胞器中。最后，完成