水稻組學(xué)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(fù)雜的相互關(guān)系涉及到細(xì)胞內(nèi)多種組分間的時(shí)空調(diào)控和代謝產(chǎn)物在不同細(xì)胞器或組織中的分布，一直是研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。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(méi)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(jī)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(fù)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(xiàng)目以水稻為研究對(duì)象，首先，從水稻基因組注釋信息出發(fā)，擬利用一個(gè)半自動(dòng)化的流程對(duì)現(xiàn)有生物學(xué)公共數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行整合，完成水稻基因組尺度的代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初步構(gòu)建。我們開發(fā)了一種新的基于內(nèi)共生學(xué)說(shuō)的代謝網(wǎng)絡(luò)空缺填補(bǔ)的方法(DEF)，用于高精度的代謝網(wǎng)絡(luò)空缺填補(bǔ)。然后，通過(guò)系統(tǒng)生物學(xué)的方法和實(shí)驗(yàn)手段對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精細(xì)的修正和評(píng)估，包括化合物胞內(nèi)價(jià)態(tài)的計(jì)算，反應(yīng)方程式的配平

3、，反應(yīng)可逆性的預(yù)測(cè)，空缺的查找及填補(bǔ)。試圖構(gòu)建出第一個(gè)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)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(xì)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(xì)胞定位預(yù)測(cè)的整合算法(PSI)。基于PSI的預(yù)測(cè)結(jié)果，我們將水稻組學(xué)尺度多層次生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò)注釋到10個(gè)亞細(xì)胞器中。最后，完成