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水稻GAGA Element的预测与分析

张韬  
【摘要】: 在植物和动物基因组中,转录因子通过识别特殊的序列,并通过与这些序列结合起到调控基因表达的作用。“GAGA Factor”是一类能识别、结合(GA)n二核苷酸重复序列,继而改变染色质结构并起到调控下游基因表达的转录因子蛋白,我们将这类特殊(GA)n二核苷酸重复序列称为“GAGA Element”。目前,在植物基因组研究中,仅有为数不多的有关GAGA Factor蛋白功能的报道。随着水稻全基因组测序计划的完成,使得我们可以通过基因组扫查和比较基因组学分析,开展植物GAGA Element的研究,揭示植物特殊功能基因进化的规律。全文主要结果如下: 1、通过对已有GAGA Element分布特征的分析研究,发现“(A)GAGA(G)/(T)CTCT(C)”序列广泛出现在基因上游调控序列及基因内部序列,并且呈一定规律性进行组合,这为预测GAGA Element提供了理论依据。在此基础上,对全基因组水平的水稻GAGA Element进行了全面预测,结果表明水稻基因组中GAGA Element比果蝇的更加纯净,这预示了高等植物更加依赖于染色质水平上的基因调控机制来调节环境适应性。 2、通过Gene Ontology功能注释,在全基因组水平确定了表达水平受GAGA Element调控的潜在水稻功能基因。进一步的功能分析表明,这些潜在的GAGA Element调控基因在功能分类上具有一定的保守性。这种功能上的保守性提示我们,此类GAGA Element调控基因在特定生物学过程中可能存在协同性作用。 3、通过比较水稻基因组中GAGA Element分布水平在水稻12条不同染色体上的分布与相关基因EST表达水平的关联性关系分析,我们发现特定染色体区域的EST表达水平越高,GAGA Element在该区域出现的概率越低,表现了显著的负相关性。这种GAGA Element分布概率与特定基因表达水平间的负相关性进一步表明,GAGA Element在水稻基因组中的染色体上的非随机分布直接与特定基因表达水平的调控存在一种直接而密切的相关关系。 基于以上研究工作,本研究建立了本地化水稻基因组分析的生物信息学平台,为进行高等植物特别是农作物的比较功能基因组学研究打下了基础。


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1 张韬;水稻GAGA Element的预测与分析[D];电子科技大学;2008年
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