水稻組學尺度多層次生物網絡的構建與工具開發(fā).pdf

1、植物基因型與表型間復雜的相互關系涉及到細胞內多種組分間的時空調控和代謝產物在不同細胞器或組織中的分布，一直是研究人員關注的熱點和難點。傳統(tǒng)的研究方法有數(shù)量性狀基因定位(QTL)和全基因組關聯(lián)分析(GWAS)。然而，QTL和GⅣAS沒有考慮到分子間的調控關系，不能很好地解釋性狀與基因間相互作用關系的分子機制。整合多種組分間的調控關系包括代謝調控網絡，蛋白質互作網絡,基因調控網絡等，構建多層次調控網絡，探索定量研究復雜生物網絡的新途徑，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絡進行初步構建。我們開發(fā)了一種新的基于內共生學說的代謝網絡空缺填補的方法(DEF)，用于高精度的代謝網絡空缺填補。然后，通過系統(tǒng)生物學的方法和實驗手段對網絡進行精細的修正和評估，包括化合物胞內價態(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。試圖構建出第一個目前數(shù)據(jù)水平上最為完整的高質量的水稻基因組尺度的代謝網絡。在此基礎上，整合蛋白互作網絡、轉錄調控網絡的實驗驗證數(shù)據(jù)與預測數(shù)據(jù)，完成水稻多層次調控網絡的初步構建。為了將構建好的基因組尺度多層次調控網絡注釋到亞細胞器中，我們還開發(fā)了一種新的高精度的用于植物蛋白質亞細胞定位預測的整合算法(PSI)?；赑SI的預測結果，我們將水稻組學尺度多層次生物調控網絡注釋到10個亞細胞器中。最后，完成