一、真核生物的V形基因调控模型和基因调控关系的预测（论文文献综述）
黄雅玲[1]（2021）在《基于多组学数据的基因调控网络构建方法研究》文中研究指明基因调控网络是生物学系统的一个强有力抽象,它对生命活动的控制是通过调控细胞内基因的表达水平来实现的。作为生物过程的核心,基因调控网络几乎控制着生物的所有细胞活动和功能,在生物的生命进程中发挥着至关重要的作用。基因之间的调控机制十分复杂,传统的湿实验很难挖掘其调控规律。构建高质量的基因调控网络是系统生物学领域一直以来都关注的热点问题。随着计算技术和人工智能理论迅猛发展,极大地促进了基因调控网络计算方法的研究。近几十年,已经有很多方法被提出并用于构建基因调控网络。挖掘基因调控规律,可以帮助了解生物的生长、分化规律,解读生物分子间复杂的调控作用关系。准确构建基因调控网络,对于揭示转录因子如何调控目标基因表达,控制自身代谢速率,适应环境变化规律具有重要意义。大数据时代下,基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等大量的组学数据涌现,为基因调控网络的推断提供了坚实的数据基础。目前已有许多方法利用基因表达数据构建基因调控网络,但是,单一类型的生物数据可能并不能为准确高效地推断基因调控关系提供足够的信息。不同类型的生物数据能够为构建基因调控网络提供互补的信息,有效利用这些多组学数据,是构建高质量基因调控网络的关键。本文将复杂的基因调控网络构建问题转化为简单易解决的二分类问题,在此基础上基于多组学数据进行基因调控网络构建方法研究,主要工作如下:（1）针对大多数方法都是基于单一类型的生物基因表达数据和单个模型推断基因调控网络,忽略了其他多源数据在推断基因调控网络上的信息贡献和模型固有偏好性,存在生物数据利用不充分,方法精度不高且鲁棒性差的问题,本文提出了一种集成神经网络模型——Int NNs（Integrative Neural Networks）。Int NNs充分利用基因表达数据、蛋白质序列数据、启动子序列数据、CDS（Coding Sequence）数据等组学数据提取不同的数据特征,训练不同的神经网络,然后将所有基础神经网络的预测结果整合到一个集成子网络中,以利用不同数据特征和基础网络的互补信息更鲁棒的预测基因调控网络。在玉米和人类真实数据集上的实验结果表明,多源数据整合和多个基础网络的集成可以进一步提高基因调控网络构建精度。（2）针对基因调控网络具有动态特性,静态的基因表达数据无法真实反映调控网络的动态信息,且考虑到不同数据源之间存在个体差异信息,直接融合多源数据可能会覆盖掉每一个组学数据中提供的关于调控机制的一个独特的、互补的基因组观点,多数方法在多源数据使用上存在对数据整体特性和个体差异性建模不够的问题,本文提出另一种新的基于时序动态集成神经网络推断基因调控网络的方法——TDINNs（Temporal Dynamic Integrative Neural Networks）。TDINNs利用基因时间序列表达数据中的动态信息,结合蛋白质序列数据等其他组学数据共同挖掘基因调控信息,通过神经网络集成不同数据源的个体信息和多源数据的整体信息来预测基因调控网络。在真实玉米生物数据集上的实验结果显示,相较于其他对比方法,TDINNs在推断基因调控网络上性能更优。
张俊[2]（2021）在《偏肿革裥菌C2H2型锌指转录因子功能解析》文中研究指明偏肿革裥菌（Lenzites gibbosa）是一种对木材有较强分解能力的白腐菌,为了在转录调控水平上深入挖掘其降解木质纤维基质的机理,在已获得非木屑处理和不同时间木屑处理15个转录组的基础上,对C2H2型锌指转录因子（C2H2-ZFTF）基因、纤维素酶基因进行了功能解析,对C2H2-ZFTF的基因结构和蛋白结构进行了分析,对降解纤维素的关键酶基因和关键通路进行了挖掘;对C2H2-ZFTF差异表达基因（DEGs）和纤维素酶基因运用RT-PCR进行了表达量检测,发现其中的碳代谢抑制子转录因子基因（gene5738）与综纤维素降解酶基因的表达存在负调控关系,构建了该基因的RNAi沉默载体,获得了突变体菌株,对其功能进行了验证与分析,主要研究结果如下:1、以非木屑处理为对照,对不同时间木屑处理下L.gibbosa综纤维素降解酶、木质素酶进行了酶活性和菌丝量的检测,结果表明木屑均能使3种纤维素酶[外切葡聚糖酶（EXGA）、内切葡聚糖酶（ENGA）和β-葡糖苷酶（β-GA）]、半纤维素酶[木聚糖酶（XYA）]、木质素酶[锰过氧化物酶（MnP）和漆酶（LA）]的活性提高;在13 d的检测时间内,3种纤维素酶和XYA活性均呈现不规律的增长趋势,而MnP和LA活性均呈现持续增长的趋势。木屑组的菌丝量显着高于对照组的菌丝量,表明在初期木屑处理条件下L.gibbosa能同时分泌综纤维素降解酶和木质素酶,以降解木屑获取生长所需的营养物质。在木质纤维素基质上的菌丝生长量和初期降解木材的酶活变化规律,为后续结合转录组数据筛选纤维素酶基因和纤维素降解关键通路奠定了酶活基础。2、对C2H2-ZFTF基因进行筛选,运用COG、GO和KEGG数据库进行功能分析。结果表明L.gibbosa转录因子基因中存在67个C2H2-ZFTF基因,其中有8个DEGs;COG数据库注释得到42个基因（基因在3大类目中有重复累加）,主要分布于复制、重组和修复功能类目和翻译后修饰、蛋白质周转、伴侣功能类目;GO数据库注释得到40个基因,显着富集于转录偶联核苷酸切除修复（GO:0006283）、细胞过程（GO:0009987）和金属离子结合（GO:0046872）等类目;KEGG数据库注释得到9个基因（含有DEGs）,显着富集于内质网蛋白加工（ko04141）通路。对67个C2H2-ZFTF的基因结构、蛋白结构及性质进行分析,结果表明它们均含有Cys2-His2锌指结构域,属于zf-C2H2超家族蛋白,其中1个DEGs（gene5738）是C2H2-ZFTF基因中的一员,其产物是碳代谢抑制子,含有2个“Cys2-His2”保守结构域。C2H2-ZFTF基因的功能分析,为后续开展相关基因功能的研究奠定了基础。3、结合转录组数据与酶活检测数据,进行加权基因共表达网络构建与分析（WGCNA）,获得与纤维素酶活相关性最高的模块,即绿松石（turquoise）模块,其中含有304个基因,主要与纤维素降解有关。对turquoise模块基因进行COG、GO和KEGG功能分析,结果表明turquoise模块基因均与纤维素的降解有关,且显着富集于淀粉和蔗糖代谢（ko00500）通路,该通路中存在4条由纤维素降解为葡萄糖的路径,整个通路富集出纤维素酶（ENGA、EXGA和β-GA）基因20个。将turquoise模块中权重值大于0.2的候选基因进行筛选,获得149个候选基因,其中gene5738的模块身份值（MM）最大,基因显着性（GS）也较大,表明其是关键枢纽基因。对gene5738共表达网络基因（30个）进行GO和KEGG功能分析,结果表明gene5738共表达网络基因在GO数据库中显着富集于纤维素分解代谢过程（GO:0030245）、多糖分解代谢过程（GO:0000272）、细胞壁大分子分解代谢过程参与细胞分裂（GO:0032219）和细胞壁几丁质分解代谢过程（GO:0006039）的基因数目最多,说明共表达网络中存在与纤维素分解代谢有关的基因;gene5738共表达网络基因在KEGG数据库中显着富集于蔗糖和淀粉代谢通路（ko00500）和细胞周期-酵母通路（ko04111）的基因数目最多,表明gene5738参与了纤维素分解代谢的负调控,另外与生长发育也有一定的关系。4、运用RT-PCR手段对8个C2H2-ZFTF DEGs和20个纤维素酶基因进行表达量检测、表达趋势联合与表达量相关分析,结果表明二者的表达模式都与转录组中的表达量趋势一致;C2H2-ZFTF中DEGs（gene5738和gene11819）与部分纤维素酶基因（gene613、gene8814和10281）的表达趋势相反,且相关分析表明二者具有显着的负相关关系,表明两者之间存在负调控关系,为后续深入研究碳代谢抑制子转录因子基因调控纤维素酶基因的表达奠定了基础。5、对碳代谢抑制子Lg-cre1（gene5738）进行RNAi沉默突变株构建,通过RT-PCR检测、酶切鉴定和测序分析,表明Lg-cre1的RNAi沉默表达载体pCAMBIA1301-TrpC-Hygro-gpdA-PZGJJ-TEF1构建成功。将质粒转化农杆菌,农杆菌介导菌丝体,最终获取突变体菌株。对突变株的生长表型和生长发育相关基因（gene2036、gene9338、gene11991和gene9353）表达量进行验证,表明Lg-cre1对菌丝的生长存在促进作用。综上所述,L.gibbosa中含有67个C2H2-ZFTF基因,其中存在碳代谢抑制子基因。WGCNA分析表明以上碳代谢抑制基因与纤维素酶基因存在共表达关系,RT-PCR研究表明碳代谢抑制因子与纤维素酶基因存在负调控关系。RNAi突变体菌株构建表明碳代谢抑制子基因对菌丝生长有促进作用。
于海滨[3]（2020）在《线粒体甘油-3-磷酸乙酰转移酶（GPAM）基因沉默对牛乳脂代谢的影响》文中研究指明随着畜牧业的快速发展和人类生活水平的提高,消费者对牛乳品质的需求也逐渐增加,对乳品质的要求也越来越高。牛乳品质性状是复杂经济性状,多基因共同调控其表型变化。随着后基因组学时代的到来,筛查与挖掘奶牛乳脂性状相关且具有重大遗传效应的候选功能基因,成为当前奶牛遗传育种科研工作者的主要挑战。甘油-3-磷酸酰基转移酶线粒体（GPAM）基因,属于GPAT基因家族,该基因定位在牛第26q22号染色体上。有研究表明,GPAM基因催化磷脂和甘油三酯（TG）生物合成的第一步反应。基于课题组前期组学分析结果,GPAM基因可能对牛乳脂代谢具有重要影响。本研究以GPAM为候选基因,在敲除细胞水平验证目的基因与牛脂质代谢的功能,同时在模式动物的基础上,解析GPAM基因对乳脂代谢的调控作用机制。利用CRISPR-Cas9技术,以牛乳腺上皮细胞为研究对象,构建GPAM基因敲除细胞系,同时利用本课题组前期构建的GPAM基因过表达和干扰载体,分别检测目的基因过表达、干扰和敲除后,基因m RNA和蛋白水平的表达情况,检测细胞内甘油三酯、胆固醇和脂肪酸含量,并利用RT-q PCR和Western-blot技术,在m RNA和蛋白水平上验证GPAM基因对牛乳脂代谢相关基因的调控作用。研究结果表明:目的基因敲除后,细胞内GPAM在m RNA和蛋白水平的表达均降低;GPAM基因敲除细胞系内的甘油三酯和胆固醇的含量相对于野生型细胞均显着降低;细胞内脂肪酸含量检测结果显示:GPAM基因过表达能够降低细胞内丁酸的含量,沉默GPAM基因能够促进细胞内丁酸和辛酸含量显着升高;GPAM基因敲除能够促进辛酸的含量增加;乳脂代谢相关基因表达量的检测结果显示:敲除GPAM基因能够降低细胞内脂代谢相关基因ACSL5、FABP3、HSL、PRSS2、AGPAT4的表达,进而调控乳脂代谢通路。GPAM基因转录组测序共获得360个上调基因和570个下调基因;差异基因中的352个基因共富集在3196个GO terms,其中613个GO terms显着富集,包括402个生物过程的GO terms,72个细胞成分GO terms和139个分子功能GO terms;差异表达基因中共富集237个Pathway,其中139个Pathway显着富集（P<0.05）,下调基因富集在78个通路中,上调基因富集在61个通路中。GPAM敲除后信号通路互作关系预测分析结果表明,GPAM敲除后在对糖代谢信号通路的作用,主要是通过影响丙酸（PATH:00640）和丙酮酸（PATH:00620）代谢通路,使其表达水平上调,提示GPAM基因可能对丙酸和丙酮酸起调控作用,从而对细胞内糖酵解产生一定的影响。同时在转录组测序结果中也发现GPAM基因与细胞ATP应答和质子转运ATP酶活性的调节有关,提示该基因可能参与细胞线粒体能量代谢和ATP供能。根据转录组的数据分析结果表明;GPAM基因与细胞ATP应答和质子转运ATP酶活性的调节有关,提示该基因可能参与细胞线粒体能量代谢和ATP供能。转录组数据分析发现,GPAM基因参与丙酸、丙酮酸代谢进程,该基因敲除后细胞内丙酸、丙酮酸代谢发生了变化,预测可能对线粒体能量代谢和糖酵解产生影响。同时,GPAM基因作为一种线粒体基因,研究其表达对细胞线粒体功能的影响具有重要意义,根据以上推断我们展开了敲除细胞内线粒体能量代谢的研究。以牛GPAM基因敲除乳腺上皮细胞系为研究对象,研究GPAM基因敲除后细胞中线粒体数量、线粒体呼吸能力、线粒体糖酵解速率、细胞对ATP需求的变化。线粒体能量代谢实验结果表明:在GPAM基因敲除细胞系中,细胞内线粒体呼吸能力降低。同时,GPAM敲除后导致线粒体糖酵解所需的重要调节酶活性降低,从而最终导致细胞线粒体糖酵解过程受到显着抑制。同时影响了细胞内Na+/K+的转运;敲除GPAM基因后细胞内线粒体含量减少。实验表明,敲除细胞中GPAM含量的降低导致了细胞线粒体氧化磷酸化和三羧酸循环过程受到显着抑制。以上这些结果都说明,GPAM的敲除能够影响乳腺上皮细胞的线粒体能量代谢。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,建立GPAM基因敲除小鼠模型,在模式动物水平上验证基因表达调控作用。结果表明:GPAM基因敲除小鼠的生长、发育和繁殖无明显的变化。血清学检测结果发现:GPAM基因敲除小鼠的血清中甘油三酯含量显着低于对照组野生型小鼠（p<0.05）,而血清中胆固醇的含量变化并不显着;组织中甘油三酯和胆固醇的检测结果发现:敲除小鼠乳腺组织和脂肪组织中甘油三酯、胆固醇的含量均显着低于对照组野生型小鼠（p<0.05）;小鼠乳汁甘油三酯酶联免疫吸附实验结果显示:与野生鼠相比,GPAM基因敲除小鼠乳汁中的甘油三酯含量明显降低（p<0.05）;组织形态学观察表明,敲除小鼠脂肪组织中脂肪细胞的胞体直径略小于野生型小鼠,肌间脂肪含量明显少于与野生型小鼠,乳腺组织中野生型小鼠的脂肪细胞的直径略大于敲除型小鼠,其他组织无明显形态学变化;乳腺组织的脂肪酸含量检测结果显示:敲除小鼠乳腺组织中肉豆蔻酸、棕榈硬脂酸、花生四烯酸盐和亚麻酸盐上显着高于野生型小鼠。本研究在前期转录组学分析的基础上,以GPAM为候选基因,在敲除细胞系水平上验证GPAM基因对细胞内脂肪酸、甘油三酯、胆固醇含量的影响,并对GPAM基因敲除细胞系进行转录组分析,解析该基因敲除后对乳脂代谢相关基因的分子机制;同时检测了敲除GPAM基因乳腺上皮细胞内线粒体活性及能量代谢改变情况,阐明GPAM基因是参与线粒体能量代谢的重要基因,并对糖酵解产生影响;构建了GPAM基因敲除小鼠模型,在模式动物水平上进一步验证GPAM基因对乳脂代谢的调控作用。为奶牛乳脂性状的改良和新品种的培育提供优质的基因资源和理论基础。
王茜[4]（2020）在《原始卵泡内细胞互作的基因博弈网络模型》文中进行了进一步梳理原始卵泡对生殖库储备至关重要,影响着女性生育能力和生育年限。作为卵母细胞和颗粒细胞组成的功能复合体,原始卵泡的发育离不开细胞间协调互作。单细胞测序技术是当前研究原始卵泡发育的重要手段,已积累了大量基因表达数据。虽然这些数据为探讨卵母细胞和颗粒细胞的互作机制提供了宝贵的数据资源,但目前尚缺乏针对其发育特点进行互作分析的统计模型,这制约了原始卵泡发育机制的研究。本文在单细胞水平上构建卵母细胞和颗粒细胞互作的基因博弈网络模型。把原始卵泡看成卵母细胞和颗粒细胞共同生活的生态系统,系统内细胞间互作遵循进化博弈规律,它们的基因表达同时受自身和对方博弈策略的影响。但进化博弈论的应用依赖用高密度时序基因表达数据构建的动态模型,因而无法直接用于原始卵泡单细胞静态数据研究。本文突破了这一局限,通过引入异速生长律将静态数据“类动态”化,构建类动态常微分方程（quasi-dynamic ordinary differential equation,qd ODE）,定量刻画细胞互作模式和互作变化。利用qd ODE模型分析人类原始卵泡单细胞RNA-seq数据,解析基因对细胞互作的调控影响,主要研究结果如下:（1）鉴别出单个基因驱动下的细胞互作模式。发现卵母细胞和颗粒细胞有五种互作模式:互促型、单促型、互抗型、单抗型和利它/损害型,大部分（70%）为促进型,互抗型最少（4%）,符合真核生物基因调控正向促进为主的规律。（2）构建了调控细胞发育的基因调控网络。发现网络中单促型和单抗型互作为主,与宏观生态系统中物种互作模式一致。但两类细胞的网络结构差别很大,提示内部的基因调控机制不同。原始卵泡发育中,卵母细胞占据主导地位,颗粒细胞处于协从地位。枢纽基因在卵母细胞和颗粒细胞网络中的角色可以互补转换,是两类细胞互作的桥梁。（3）探寻到卵母细胞早-晚期信号交流中关键基因的互作模式。通过NODAL信号通路,卵母细胞早期有丝分裂阶段传递信号到晚期减数分裂阶段,促使后者行使生殖细胞功能。获得信号通路中关键基因互作调控的变化,为解析有丝分裂阶段过渡到减数分裂阶段提供线索。（4）构建出卵母细胞间互作网络。发现细胞间互作当阶段相同时趋于竞争,阶段不同时趋于合作,互作模式因发育阶段而异,异质性和互作性是细胞发育和优胜劣汰的需要。本文首次根据原始卵泡的发育特点构建细胞互作的基因博弈网络模型,探讨细胞互作模式及其调控机制,为生殖医学研究提供了一个重要的分析工具。
矫翔田[5]（2020）在《大规模基因调控网络模型的推断方法研究》文中进行了进一步梳理基因调控网络是一种由基因之间的相互作用关系所构成的生化网络,它的建立能够使生物学家从系统的角度认识基因之间的调控关系以及高度复杂的生命现象,对肿瘤等复杂疾病的研究起着重要的作用。由少量基因组成的调控网络通常可以用传统的实验方法来获得,但进行生物学实验通常会耗费大量的时间和资源,使用人工智能和信号处理等新技术来推断基因调控网络成为一种重要的方法。随着新一代测序技术的发展,研究人员已经获得了大量的生物基因表达数据,为基因调控网络的构建奠定了基础。随着信息科学的进步,发展出了多种不同的基因调控网络数学模型。微分方程模型是一种动态的数学模型,适合描述基因表达浓度等随时间变化的过程,能够从时间序列微阵列数据中提取基因之间具体的相互作用关系。本文针对基于微分方程模型的基因调控网络推断算法中存在的问题进行了改进,提出一种改进的推断算法,比现有算法具有更高的鲁棒性,在此基础上结合基因的预选择方法,扩展了该算法推断大规模基因调控关系的能力,并通过生物信息分析验证了所提方法的有效性。本文的主要工作内容如下:（1）模型生成算法的改进。当基因数量较多时,遗传编程结合滤波算法所推断的模型复杂度较高且结果不稳定。本文针对该问题对遗传编程进行了改进,控制遗传编程所生成模型的阶数,降低模型的复杂度,提高了结果的稳定性。并对改进后的联合算法性能进行了分析。（2）调控基因预选方法。使用预挑选算法对调控基因进行筛选,降低模型推断过程中候选基因的个数,扩展了算法在大规模基因调控网络推断中的应用,提高了推断结果的准确性。（3）大规模基因调控网络推断算法在生物医学中的应用。使用酵母菌数据对联合算法进行测试,通过对比生物学实验获得的结果验证了算法有效性。使用人类宫颈癌数据集进行大规模基因调控网络模型的推断,分析基因之间的关系及其对复杂疾病的影响。
黄良刚[6]（2020）在《黑曲霉基因组水平的转录调控机制研究》文中提出黑曲霉作为国际公认的GRAS菌株广泛应用于有机酸、酶制剂及外源蛋白表达宿主等领域。真菌转录因子数据库（FTFD）中收录了775个经基因组测序预测的黑曲霉转录因子,这其中只有5%的转录因子通过传统方法进行了功能表征,大部分转录因子功能研究仍处于空白状态,并且其全基因组水平的转录因子结合位点信息及其调控机制研究甚少。在丝状真菌中,转录因子发挥关键的生物学调控功能,比如生长发育、细胞过程和刺激响应。因此解析其转录调控机制对于黑曲霉的宿主改造、遗传调控机制研究都具有重要价值。基于以上目的,本文主要以不同曲霉菌株为研究对象,为黑曲霉遗传调控位点的定向改造提供了新工具并结合高通量测序技术解析全基因组水平的不同类型转录因子的结合位点及其调控机制。具体研究内容及结果如下:（1）利用CRISPR/Cas9技术构建适合黑曲霉的单碱基编辑平台基于已有的基因编辑系统CRISPR/Cas9,将其活性蛋白Cas9失活成只具有单链切割活性的n Cas9,然后与胞嘧啶脱氨酶（r APOBEC1）和尿嘧啶核苷糖基化抑制子（UGI）融合成能在黑曲霉中正常表达且发挥碱基编辑功能的单碱基编辑系统。该系统可以通过碱基定点突变对基因完成氨基酸失活（pyr G和fwn A）或同义突变（fwn A）,编辑效率为47.36%100%,编辑窗口为29号碱基,为黑曲霉遗传改造、调控机制研究提供了定点编辑工具。（2）丝状真菌ATAC-seq技术开发探讨了液氮法、INTACT法和原生质体制备法三种方法在丝状真菌中开发ATAC-seq技术的可能性,确定原生质体制备是最优的方法。通过开发的ATAC-seq技术初步确定丝状真菌开放区信号分布特征,并结合RNA-seq确定染色质可及性与基因转录的关系。（3）丝状真菌染色质可及性研究通过分子生物学手段构建了黑曲霉转录因子cre A、amy R、cpc A、pac C和prt T敲除株和米曲霉lae A敲除和过量表达菌株。针对不同曲霉、不同培养条件和不同TF突变株构建ATAC-seq文库,研究多种条件下的染色质可及性变化规律。（4）黑曲霉转录因子的全基因组结合位点研究染色质可及性区域中存在大量反式作用因子与DNA顺式调控元件的相互作用。首先对可及性区域中已知Motif转录因子的酶切频率进行分析发现链切割不平衡性是判断TF结合位点的重要依据。使用ATAC-seq预测的DNA足迹与RNA-seq鉴定的差异表达基因对已知Motif转录因子进行了基因组水平的调控位点研究,确定Cre A、Amy R、Prt T和Pac C的调控功能,并使用人工设计的黑曲霉最小启动子进行了功能验证,确定其体内活性。随后使用HOMER软件对黑曲霉CBS513.88和SH2进行转录因子结合位点的从头预测,发现15和17个新型转录因子的结合基序,分析了其功能并进行体内验证。（5）蛋白酶调控因子Prt T的调控机制研究对构建的黑曲霉prt T突变株进行表征分析确定prt T与蛋白酶调控直接相关,其142号位苏氨酸不是影响活性的关键氨基酸位点,并且5’UTR区域中的u ORF存在翻译抑制作用;转录组测序表明Prt T涉及蛋白水解、氮源代谢调控等多种生物学功能,ATAC-seq足迹中鉴定到32个差异表达的蛋白酶基因中有8个被Prt T靶向调控。通过EMSA和敲除淀粉水解酶调控因子Amy R发现Prt T与Amy R的竞争性调控作用。
范同强[7]（2019）在《早期胚胎发生阶段细胞命运决定的染色质可及性研究》文中研究表明形成不同组织或细胞的细胞谱系在早期胚胎发育时期已经得到了广泛的研究,但是哺乳动物、植物和真菌的潜在基因调控网络的共同特征以及在早期胚胎发育期间驱动细胞命运转变的表观遗传变化仅得到部分的研究。理解细胞命运决定机理是一个引人入胜的生物学问题,并且在过去的十年里得到了广泛的关注。随着基因组研究的深入,真核生物基因组非编码区在转录调控中的重要作用不断被揭示。真核生物的非编码调节区约占全基因组的97%,其中包括许多调节元素,如,启动子、增强子和沉默子。这些调节元件不仅具有重要的生物学功能,而且与许多重要疾病密切相关。在真核生物的非编码区,转录因子（TFs）和转录因子部分结合区域构成真核生物复杂的转录调控系统,关于这方面,近年来一直是研究的热点。正常的生命活动需要大量的转录因子,并且已经证明许多转录因子在细胞命运决定中起着决定性的作用。多细胞生物的发育始于单细胞受精卵,其经历快速的细胞分裂和细胞发育。卵子受精后,与精子融合形成受精卵,胚胎开始发育。生物体从受精卵发育成多细胞生物体的过程是复杂且受到严格调控的,其受多种转录因子和基因复合物的调控。这一胚胎发育的早期阶段对于确保生物体的适应性也是至关重要的。本文选择了六个具有代表性的物种,包括人类（Homo sapiens Linnaeus）、小鼠（Mus musculus Linnaeus）、果蝇（Drosophila melanogaster Meigen）、秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans Maupas）、拟南芥（Arabidopsis thaliana L.Heynh）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae Meyen ex E.C.Hansen）,以此来比较不同物种细胞命运决定潜在的调控机理的异同点。在这里,本文使用ATAC-seq数据集在早期胚胎发育过程中对人、小鼠、果蝇、线虫、拟南芥和酿酒酵母的染色质变化进行了综合性的联合研究。通过利用染色质可及性和早期胚胎转录组的动态变化,鉴定了一系列参与早期胚胎发育的细胞命运决定的转录因子。通过重建早期胚胎细胞命运决定的调控回路,且在另外五个物种中发现了很多与人类早期胚胎细胞命运转录因子同源的转录因子,且这些转录因子同样具有细胞命运决定的功能,如,在果蝇中,lz-Med-Mad-pnr-toytll-zen通路控制眼睛细胞命运和发育;prd、fkh、pnr和pan对腺体细胞命运决定是必不可少的;su（Hw）、ac、Su（H）、Kr、tll、D、pnr、pnt和gcm促进神经系统发育。hlh-2、pha-4、hlh-1和pal-1对线虫表皮细胞命运决定具有重要的作用。在拟南芥中,JKD、GL2、GL3和EGL3形成调控回路控制根表皮细胞模式,HAT2、HAT3、BZR1和BIM1促进幼苗发育,KAN、PHB、PHV和BIM1形成调控复合物促进叶片发育和决定叶片正极性。在酵母中,RIM101、FKH1、FKH2、MSN2、MSN4、ABF2、DAL80和CBF1形成调控回路参与响应逆境胁迫。本研究为跨物种早期胚胎发育中细胞命运决定的进化机理提供了一个有趣的研究方向。
刘和[8]（2019）在《棘孢木霉内切几丁质酶42基因表达调控与工程菌株构建》文中指出木霉属真菌在生物降解和生物防治方面有巨大的应用潜力,而其中棘孢木霉（Trichoderma asperellum）因生长迅速、抗生能力强、对农作物的生长有更全面地辅助作用等优点而被广泛应用于生物防治和降解方面。然而木霉菌的代谢产物产量较低,特异性强,抗生产物的调控机制研究不深等问题限制了木霉的应用,基于这种情况,本论文的主要目的是为了确定棘孢木霉T4的主要抗生蛋白之一,内切几丁质酶ech42基因的调控因子与几丁质酶诱导物质的转入方式,并采用基因工程和发酵工程的方法,提高棘孢木霉T4包括ech42蛋白在内的的几丁质酶产量,从而强化棘孢木霉抵抗病虫害的能力,进一步挖掘其作为生物防治菌的价值。在确定棘孢木霉T4（Trichoderma asperellum T4）有降解几丁质的能力之后,通过PCR获得ech42启动子区序列,用生物素Biotin对其进行标记之后将其与几丁质为唯一碳源的条件下生长的木霉T4的总蛋白反应获得特异性结合的蛋白;将这些蛋白收集并质谱测序后确定调控子蛋白为cdk5/pho85。利用RNA干扰和过表达的方法改变cdk5/pho85的基因表达量之后,结果显示相比较于野生型,cdk5/pho85的基因表达量分别减少与增多为原本的30%与180%时,ech42的基因表达量同时减少与增多为38%和170%、蛋白表达量减少与增加至20%与180%。结果表明cdk5/pho85的确在一定程度上可以调控Ech42蛋白的表达,从而证明cdk5/pho85是ech42基因的调控子之一。确定木霉ABC蛋白为ABC转运蛋白家族的外排蛋白基因（Exporter）abc-b后,对abc-b进行RNA干扰和过表达并检测了ech42基因表达量的变化,结果显示相比较于野生型,abc-b的基因表达量减少和增多为原本的23%和161%时,ech42基因和表达量分别变为12%和230%、蛋白表达量变为0%和400%。当abc-b基因表达量显着减少的时候,棘孢木霉T4在几丁质、蔗糖、麦芽糖、纤维素分别为唯一碳源的培养基内无法正常生长,只有在葡萄糖为碳源的情况下才能正常生长且菌体几乎完全丧失了转运几丁二糖进入菌体的能力;而在abc-b表达量增多的情况下,菌体在除葡萄糖以外的碳源情况下生长情况均超过野生型对照,菌体转运几丁二糖的速度也高于野生型对照。在几丁二糖为唯一碳源的情况下,abc-b干扰株几乎没有几丁质酶酶活可以被检测到;而过表达株的酶活则高于野生型对照。以上结果表明,abc-b蛋白在棘孢木霉T4中有转运几丁寡糖以及其他种类寡糖进入菌体的功能,而几丁二糖同时也是包括ech42在内多种几丁质酶的诱导物。将cdk5/abc-b双基因过表达之后,从温度、p H、转速和装液量等因素着手,通过单因素优化和响应曲面摸索出cdk5/abc-b工程菌的最佳培养条件,使工程菌株的产酶能力提高为未优化野生型的11倍,显着增加了特定抗生物质的产量,达到了预期目标。本论文确定了棘孢木霉内切几丁质酶42基因的调控基因cdk5/pho85编码的蛋白与几丁质酶诱导物的转入途径ABC蛋白,构建了双基因过表达的高产工程菌,为进一步挖掘棘孢木霉的生物防治潜力、提高生物防治能力提供了重要的理论基础。
黄勇[9]（2019）在《水稻DOF家族基因和粒形基因WG7的功能研究》文中认为水稻开花期决定着水稻品种的地域分布、适应性以及产量的潜能。穗型和粒形直接决定着水稻产量三要素中的每穗粒数和千粒重。对水稻开花期、穗型和粒形的调控基因进行功能解析,挖掘更多优异的等位基因,有助于水稻的定向遗传改良和分子设计育种。在30个水稻Dof基因成员中只有3个基因被证实参与抽穗期的调控。为了进一步挖掘Dof家族基因是否存在更多的抽穗期基因以及优异的基因资源,本研究的第一部分主要围绕水稻Dof家族基因的功能展开。粒形直接决定着千粒重,继而影响水稻产量。本研究的第二部分围绕一个水稻粒形基因WG7的功能展开的。主要研究结果如下:1.利用529份水稻种质资源的抽穗期数据,结合RiceVarMap网站上的基因型数据,对30个水稻Dof家族基因进行单倍型水平上的关联分析,共有22个Dof基因与抽穗期相关。这22个Dof基因分为三种类型。第一种类型有8个Dof基因（OsDof6,7,10,11,13,16,20和21）,它们在长日照和短日照条件下,籼稻亚群和粳稻亚群单倍型之间都存在抽穗期的显着性差异。第二种类型包括OsDof1和OsDof12,在长日照条件下,籼稻亚群和粳稻亚群单倍型之间都存在抽穗期的显着性差异。但在短日照条件下,无论是籼稻还是粳稻单倍型之间都不存在显着性的差异。第三种类型有4个Dof基因（OsDof23,25,29和30）,它们无论在长日照还是在短日照条件下,只有粳稻亚群单倍型之间存在抽穗期的显着性差异,而在籼稻亚群单倍型之间不存在显着性差异。剩余的8个Dof基因单倍型之间没有显着性的差异。2.利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对30个Dof基因进行功能验证,发现11个基因和9个基因的CRISPR/Cas9突变体分别在长日照条件和短日照条件下有抽穗期的效应。Dof家族的其他成员没有抽穗期的效应。此外,Dof家族部分基因的突变体对株高也有影响。3.核酸多样性分析显示有6个基因πc/πw比值都小于0.5,表明它们在驯化和遗传改良过程中经历了选择。在这6个基因中,OsDof2,16和24这3个基因调控抽穗期。OsDof7和OsDof21的Tajima’s D值在野生稻中是负数（P<0.05）,表明OsDof7和OsDof21已经在野生稻中经历了纯化选择。此外,8个Dof基因（OsDof5,8,12,14,17,18,22和29）在栽培稻中以及3个Dof基因（OsDof3,5和7）在野生稻中的Fu and Li’s D值显着偏离中性（P<0.05）,表明这些基因在野生稻中经历了自然选择,并在栽培稻中经历了人工选择。4.与野生型中花11相比,OsDof15的CRISPR/Cas9突变体显着变小,特别是株高和穗型。OsDof15启动子的T-DNA插入突变体植株较小,穗长较短,因此我们将该基因命名为SP3（Short Panicle 3）。转基因互补以及CRISPR/Cas9敲除实验,进一步证实SP3就是OsDof15。5.实时定量PCR和RNA原位杂交实验显示SP3特异地在幼穗中表达,尤其是在枝梗原基中（包括一次枝梗和二次枝梗原基）表达量最高。亚细胞定位结果显示SP3是核蛋白,双荧光素酶转录活性实验证明SP3是一个转录激活子。实时定量PCR和RNA原位杂交实验证明SP3可以调控APO2/RFL的表达。6.细胞分裂素生物合成和降解相关基因分别在sp3突变体中的表达下调和上调最终导致sp3突变体内源细胞分裂素含量的减少。7.我们发现一个T-DNA插入突变体,植株变小,粒形变窄,命名为wg7（wide grain 7）。测序结果显示,T-DNA插入到LOCOs07g47360基因的第7个外显子中。基因型分析结果显示T-DNA插入与粒宽共分离,通过超表达以及CRISPR/Cas9敲除实验,证实了WG7就是LOCOs07g47360。8.颖壳切片以及电镜扫描结果显示细胞数目的差异是造成粒宽差异的主要原因,细胞周期相关基因的表达量在wg7突变体和野生型之间也有显着性差异。9.利用酵母单杂交以及凝胶阻滞实验找到了WG7结合的核心顺式元件CATTTC,证实了OsMADS1是WG7的直接下游靶标基因。双荧光素酶转录活性实验证明了WG7通过直接结合到OsMADS1启动子上的CATTTC元件上,激活OsMADS1的表达。对WG7结合的核心顺式元件CATTTC的CRISPR/Cas9敲除证实了这种调控关系的真实性。10.WG7编码一个含有CW结构域的锌指蛋白,染色质免疫共沉淀和实时定量PCR结果显示,在wg7突变体中,OsMADS1启动子区域的组蛋白H3K4me3的含量显着低于野生型。这些结果表明,WG7通过介导OsMADS1启动子H3K4me3的修饰来调控OsMADS1的表达。
吴欣欣[10]（2019）在《AG-WUS-LHP1-lncRNA协同调控梅多雌蕊形成和发育》文中研究指明梅（Prunus mume Sieb.et Zucc.）是原产于中国的蔷薇科李属植物。梅果实营养价值高,是一种重要的加工水果。雌蕊是果实形成的基础,通常梅完全花具有一枚正常发育的雌蕊并最终形成一个果实。然而,梅中还存在一些品种一朵花具有2至更多雌蕊的性状,其中一部分雌蕊能够正常发育形成一花多果,提高梅观赏价值,但也有一部雌蕊不能正常授粉结实,降低梅果实品质。目前有关梅多雌蕊研究较少,这一性状形成的分子机理尚不清楚。因此,本研究以梅一花一雌蕊品种‘青佳2号’（QJN2）和一花多雌蕊品种‘大羽’（DY）为植物材料,使用石蜡切片法来确定DY多雌蕊分化的关键时期;确定AG和WUS在两个品种间的时空表达变化与多雌蕊分化的关系;确定AG及H3K27me3蛋白与WUS的结合位点及结合量;筛选两个品种间的差异表达lncRNAs;确定多梳家族蛋白（PcG）成员LHP1在花发育中的作用;提出AG-WUS-LHP1-lncRNA在梅多雌蕊分化过程中的调控模型。主要结果如下:1.选择单雌蕊品种QJN2和多雌蕊品种DY为研究对象,对其雌蕊数量、雌蕊分化进程以及相关生理指标进行测定。对雌蕊数量统计发现:QJN2均为单雌蕊,而DY通常含有2至3个雌蕊。并且两个雌蕊类型具有相似的表面结构和雌蕊形态。通过对QJN2和DY雌蕊分化进程研究发现,DY多雌蕊分化进程与QJN2基本一致。在DY的多雌蕊分化进程中,9月底雌蕊原基未萌动,但萼片和花瓣分化已较完整,此时期为雌蕊未分化期;雌蕊分化初期在10上旬,此时雌蕊原基开始萌动;10下旬至11月底为雌蕊分化期,雌蕊原基细胞分裂旺盛,分化出花柱和柱头;由此我们确定10月上旬是梅雌蕊分化的关键时期,并决定雌蕊数量。而在这一雌蕊分化时期,DY中IAA和ZT含量显着高于QJN2,可能影响多雌蕊的分化。2.AG和WUS是花器官发育过程中的重要基因,两个基因在QJN2和DY雌蕊发育过程中的表达结果发现,在雌蕊未分化期AG和WUS的表达趋势相反,这可能与它们之间的负调控有关,并且AG基因在雌蕊分化期和分化末期一直有较高的表达,说明AG可能与花器官中的胚珠等发育有关。确定了适用于梅花芽ChIP超声条件:功率16%,每工作3 s,间隔9 s,总时间为3 min,为后续免疫沉淀后的荧光定量PCR做准备。确定了 QJN2和DY中均包含AG和H3K27me3蛋白。而ChIP-qPCR结果显示QJN2中组蛋白抑制性标签H3K27me3结合WUS基因,在WUS1、WUS2和WUS 3位点结合均显着高于DY;并且QJN2在WUS2位点AG蛋白结合显着高于DY,这一结果说明H3K27me3是WUS基因表达抑制的重要方式,AG抑制WUS基因表达的过程可能受到表观遗传因子的调控。3.Long non-coding RNAs（lncRNAs）是一类长度超过200 bp并且不编码蛋白的RNA分子。目前,已有报道指出lncRNAs具有调控功能,并且在植物发育过程中具有重要作用。然而,梅中lncRNAs的特征、表达遗传模式以及功能还不清楚。因此,我们通过RNA-seq研究QJN2和DY梅雌蕊发育相关lncRNAs的特征和表达差异。共鉴定到2572个已知lncRNAs、24648个已知基因,预测到591个新lncRNAs。已知lncRNAs和新lncRNAs的序列平均长度均比mRNAs的序列平均长度短,并且lncRNAs的整体表达也低于mRNAs。表达分析共筛选出186个差异表达已知lncRNAs（DEKLs）、1638个差异表达基因（DEGs）和89个差异表达新lncRNAs（DENLs）可能与雌蕊发育相关。预测到421个基因与DEKLs互作,254个基因与DENLs互作,153个miRNAs分别与100个DEKLs互作,112个miRNAs分别与55个DENLs互作。进一步分析发现DEKL XR514690.2下调表达miR172d,上调表达AP2。而DEUL TCONS00032517通过抑制ppe-miR160a/b诱导A-ARR表达,A-ARR负调控细胞分裂素信号。此外,ZT处理能够显着促进花芽中AP2的表达。本研究首次特征性描述涉及雌蕊发育相关lncRNAs,为lncRNAs调控梅多雌蕊分化和花发育机制提供理论依据。4.LHP1是表观遗传调控因子PRC1的重要成员之一,在花发育过程中起到重要的作用。根据对梅LHP1蛋白的分析,我们发现梅LHP1蛋白是由450个氨基酸组成,其分子量大小为50.21 kDa,理论等电点5.24,蛋白为亲水性蛋白,并且LHP1蛋白预测定位于细胞核。而与CDD数据库比对发现梅LHP1蛋白含有CD和CSD结构域。这一结果说明梅LHP1具有识别H3K27me3修饰标签,并且具有结合蛋白的能力。通过CoIP LC-MS/MS结果我们发现梅LHP1蛋白可以结合蛋白质。在QJN2中LHP1与histone H3.2 蛋白互作。Histone H3.2 可以形成 H3K27me3。Western blot 结果显示 QJN2中LHP1结合的H3K27me3信号强于DY,QJN2中LHP1识别H3K27me3有利于抑制WUS等相关基因的表达。此外,两个样品中LHP1均能与FLK互作,可能通过调控花器官鉴定基因影响花发育。本试验对梅LHP1蛋白的蛋白质结合能力进行研究,为后续深入研究LHP 1功能提供理论依据。
二、真核生物的V形基因调控模型和基因调控关系的预测（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、真核生物的V形基因调控模型和基因调控关系的预测（论文提纲范文）
（1）基于多组学数据的基因调控网络构建方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文的组织结构 |
| 2 基因调控网络相关理论基础 |
| 2.1 基因调控网络相关构建方法 |
| 2.1.1 回归模型 |
| 2.1.2 支持向量机分类模型 |
| 2.2 多组学生物数据 |
| 2.3 神经网络与集成学习概述 |
| 2.4 评价度量 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于集成神经网络的基因调控网络构建 |
| 3.1 方法概述 |
| 3.1.1 多组学数据特征提取 |
| 3.1.2 集成神经网络模型 |
| 3.2 实验结果与分析 |
| 3.2.1 数据集 |
| 3.2.2 实验设置 |
| 3.2.3 玉米数据集上的实验分析 |
| 3.2.4 人类数据集上的实验分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于时序动态集成神经网络的基因调控网络构建 |
| 4.1 方法概述 |
| 4.1.1 数据特征提取 |
| 4.1.2 时序动态集成神经网络模型 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 数据集 |
| 4.2.2 实验设置 |
| 4.2.3 玉米数据集上的实验分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 论文总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表论文及参加课题一览 |
（2）偏肿革裥菌C2H2型锌指转录因子功能解析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 纤维素的组成及生物降解 |
| 1.2.1 纤维素的组成 |
| 1.2.2 纤维素的生物降解 |
| 1.2.3 纤维素酶 |
| 1.3 木材白腐菌 |
| 1.3.1 白腐菌的生物学背景 |
| 1.3.2 偏肿革裥菌的研究现状 |
| 1.4 锌指蛋白 |
| 1.4.1 C2H2-ZFP的结构与功能 |
| 1.4.2 真菌中C2H2-ZFP研究 |
| 1.5 碳代谢物阻遏 |
| 1.5.1 碳代谢物阻遏作用 |
| 1.5.2 creA/cre1转录因子 |
| 1.5.3 creA/cre1与ZFP基因的关系 |
| 1.6 真菌生长的调控 |
| 1.7 加权基因共表达网络 |
| 1.7.1 加权基因共表达网络原理和流程 |
| 1.7.2 加权基因共表达网络概述 |
| 1.8 RNAi在真菌基因中的应用 |
| 1.9 研究的目的与意义 |
| 2 偏肿革裥菌在木质纤维基质下纤维素和木质素降解酶的变化 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 供试菌种 |
| 2.1.2 供试木质纤维基质 |
| 2.1.3 主要试剂与仪器 |
| 2.1.4 培养基 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 培养方法 |
| 2.2.2 酶活指标测定 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 木质纤维基质对FPA的影响 |
| 2.3.2 木质纤维基质对ENGA的影响 |
| 2.3.3 木质纤维基质对EXGA活性的影响 |
| 2.3.4 木质纤维基质对β-GA的影响 |
| 2.3.5 木质纤维基质对MnP的影响 |
| 2.3.6 木质纤维基质对LA的影响 |
| 2.3.7 木质纤维基质对XYA的影响 |
| 2.3.8 菌丝量 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 偏肿革裥菌C2H2型锌指转录因子基因功能分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 供试材料 |
| 3.1.2 培养基 |
| 3.1.3 菌丝培养和样品收集 |
| 3.1.4 转录组构建 |
| 3.1.5 基因筛选 |
| 3.1.6 生物信息学分析 |
| 3.1.7 C2H2-ZFTF基因进化树的构建 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 基因筛选 |
| 3.2.2 COG和GO注释及富集分析 |
| 3.2.3 KEGG通路分析 |
| 3.2.4 C2H2-ZFTF基因核酸序列 |
| 3.2.5 蛋白理化性质 |
| 3.2.6 基因编码蛋白的保守结构域分析 |
| 3.2.7 C2H2-ZFP亲缘关系 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 偏肿革裥菌纤维素降解相关基因共表达网络分析 |
| 4.1 权重基因共表达网络分析 |
| 4.1.1 数据来源 |
| 4.1.2 WGCNA操作方法 |
| 4.1.3 离群样本检测 |
| 4.1.4 确定最佳阈值 |
| 4.1.5 构建基因相异度矩阵 |
| 4.1.6 识别共表达模块并计算模块特征向量 |
| 4.1.7 关联模块与性状特征 |
| 4.1.8 基因富集分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 数据输入和离群样本检查 |
| 4.2.2 确定最佳软阈值 |
| 4.2.3 识别共表达模块并计算模块特征向量 |
| 4.2.4 特征基因网络可视化 |
| 4.2.5 纤维素降解关联模块及特征性状 |
| 4.2.6 基因富集分析 |
| 4.2.7 纤维素降解代谢通路 |
| 4.2.8 基因调控网络分析 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 偏肿革裥菌C2H2型锌指转录因子基因调控功能RT-PCR验证 |
| 5.1 材料与仪器 |
| 5.1.1 供试材料 |
| 5.1.2 培养基 |
| 5.1.3 菌丝培养和样品收集 |
| 5.1.4 主要试剂和仪器 |
| 5.2 试验方法 |
| 5.2.1 总RNA提取 |
| 5.2.2 总RNA质量检测 |
| 5.2.3 反转录合成第一链cDNA |
| 5.2.4 引物设计 |
| 5.2.5 荧光定量PCR检测 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 总RNA检测 |
| 5.3.2 RT-PCR扩增效率及引物特异性检测 |
| 5.3.3 C2H2-ZFTF基因表达分析 |
| 5.3.4 纤维素酶基因表达分析 |
| 5.3.5 C2H2-ZFTF基因负调控纤维素酶基因分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 偏肿革裥菌RNAi沉默突变菌株构建与功能验证 |
| 6.1 材料与仪器 |
| 6.1.1 供试菌株 |
| 6.1.2 培养基 |
| 6.1.3 主要试剂及配制 |
| 6.1.4 仪器设备 |
| 6.2 试验方法 |
| 6.2.1 抗生素浓度筛选 |
| 6.2.2 载体构建 |
| 6.2.3 样品RNA提取及检测 |
| 6.2.4 转化子菌丝生长速率 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 Hyg敏感性试验 |
| 6.3.2 Lg-cre1片段扩增 |
| 6.3.3 Lg-cre1重组产物鉴定 |
| 6.3.4 转化子RT-PCR分析 |
| 6.3.5 生长表型验证 |
| 6.3.6 生长发育相关基因表达量验证 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 东北林业大学博士学位论文修改情况确认表 |
（3）线粒体甘油-3-磷酸乙酰转移酶（GPAM）基因沉默对牛乳脂代谢的影响（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 英文缩写词表 |
| 引言 |
| 第一篇 文献综述 |
| 第一章 GPAM基因的研究进展 |
| 1.1 GPAM基因家族基因 |
| 1.2 GPAM基因的生物学作用 |
| 1.3 线粒体GPAM的功能 |
| 1.4 酵母中的GPAT表达 |
| 1.5 GPAM在甘油三酯合成中的调控作用 |
| 1.6 结语 |
| 第二章 影响乳品质的重要因素及乳脂代谢通路的研究进展 |
| 2.1 甘油三酯的在乳品质评价中意义 |
| 2.2 哺乳动物乳腺中的甘油三酯合成 |
| 2.3 乳脂代谢相关基因的简介 |
| 2.4 多不饱和脂肪酸在乳脂中的调控作用 |
| 2.5 乳汁中的甘油三酯表达 |
| 2.6 结语 |
| 第三章 线粒体基因及线粒体能量代谢的研究进展 |
| 3.1 线粒体的主要功能 |
| 3.2 线粒体在生命活动中的重要意义 |
| 3.3 线粒体在细胞死亡过程中的作用 |
| 3.4 线粒体能量代谢 |
| 3.5 结语 |
| 第四章 基因编辑技术的研究进展 |
| 4.1 转基因技术概况 |
| 4.2 精原干细胞技术 |
| 4.3 原始生殖细胞技术 |
| 4.4 胚胎干细胞基因打靶技术 |
| 4.5 条件基因靶向技术 |
| 4.6 诱导多能干细胞技术 |
| 4.7 CRISPR-CAS9 技术 |
| 4.8 结语 |
| 第二篇 研究内容 |
| 第一章 牛GPAM基因敲除乳腺上皮细胞系的建立及其对细胞内乳脂代谢的影响 |
| 1.1 材料 |
| 1.1.1 实验细胞 |
| 1.1.2 主要仪器 |
| 1.1.3 实验用酶 |
| 1.1.4 其他药品及试剂 |
| 1.1.5 试剂的配置 |
| 1.2 方法 |
| 1.2.1 奶牛乳腺上皮细胞系的支原体检测 |
| 1.2.2 GPAM基因第一和第二外显子的克隆及鉴定 |
| 1.2.3 GPAM基因敲除靶位点的设定以及sg RNA的设计 |
| 1.2.4 gRNA的体外筛选 |
| 1.2.5 GPAM基因g RNA表达载体的构建 |
| 1.2.6 细胞培养及传代 |
| 1.2.7 敲除载体的的转染 |
| 1.2.8 细胞内编辑效率验证 |
| 1.2.9 敲除细胞的筛选、培养及鉴定 |
| 1.2.10 实时荧光定量PCR和 Western Blot检测候选基因的表达 |
| 1.2.11 GPAM基因表达载体与干扰载体鉴定 |
| 1.2.12 细胞内甘油三酯和胆固醇含量检测 |
| 1.2.13 细胞内脂肪酸含量的测定 |
| 1.3 结果 |
| 1.3.1 乳腺上皮细胞系的支原体检测 |
| 1.3.2 GPAM基因第一和第二外显子的克隆和鉴定 |
| 1.3.3 gRNA浓度的测定 |
| 1.3.4 gRNA的体外筛选结果 |
| 1.3.5 敲除载体的构建及细胞转染 |
| 1.3.6 细胞内敲除效率验证 |
| 1.3.7 阳性细胞测序验证 |
| 1.3.8 GPAM过表达和干扰载体鉴定与检测结果 |
| 1.3.9 牛GPAM基因敲除后细胞内m RNA和蛋白表达的检测 |
| 1.3.10 GPAM基因表达对细胞内甘油三酯含量的影响 |
| 1.3.11 GPAM基因表达对细胞内胆固醇含量的影响 |
| 1.3.12 GPAM基因表达对细胞内脂肪酸含量的影响 |
| 1.3.13 GPAM敲除对脂代谢相关基因的影响 |
| 1.4 讨论 |
| 1.5 小结 |
| 第二章 牛GPAM基因敲除乳腺上皮细胞系转录组测序分析 |
| 2.1 材料 |
| 2.1.1 实验样品 |
| 2.1.2 主要仪器 |
| 2.1.3 其他药品及试剂 |
| 2.1.4 试剂的配置 |
| 2.2 方法 |
| 2.2.1 总RNA提取及质量检测 |
| 2.2.2 文库建立及测序 |
| 2.2.3 原始数据质量控制 |
| 2.2.4 Mapping结果统计及基因结构分析 |
| 2.2.5 差异基因表达分析 |
| 2.2.6 差异基因GO富集和KEGG分析 |
| 2.2.7 差异基因表达水平验证 |
| 2.3 结果 |
| 2.3.1 细胞总RNA提取及检测 |
| 2.3.2 GPAM基因敲除乳腺上皮细胞系转录组测序数据筛选及分析 |
| 2.3.3 差异表达基因分析 |
| 2.3.4 GO和 KEGG富集分析 |
| 2.3.5 差异基因蛋白互作预测分析 |
| 2.3.6 GPAM敲除后信号通路互作关系预测分析 |
| 2.3.7 基因共表达网络关系预测分析 |
| 2.3.8 差异基因的表达水平验证 |
| 2.3.9 GPAM基因对甘油三酯合成相关基因的调控作用 |
| 2.3.10 GPAM基因对脂肪酸合成相关基因的调控作用 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 牛GPAM基因对乳腺上皮细胞线粒体能量代谢的影响 |
| 3.1 材料 |
| 3.1.1 实验样品 |
| 3.1.2 主要仪器设备 |
| 3.1.3 其他药品及试剂 |
| 3.1.4 溶液配制 |
| 3.1.5 分析软件 |
| 3.2 方法 |
| 3.2.1 细胞线粒体的提取 |
| 3.2.2 GPAM基因敲除乳腺上皮细胞系线粒体呼吸的检测 |
| 3.2.3 GPAM基因敲除乳腺上皮细胞系线粒体线粒体糖酵解速率测定 |
| 3.2.4 敲除细胞对ATP需求的影响 |
| 3.2.5 敲除细胞对ATP 需求的影响 |
| 3.2.6 细胞线粒体数量的测定 |
| 3.3 结果 |
| 3.3.1 敲除细胞中线粒体呼吸的检测 |
| 3.3.2 敲除细胞中线粒体糖酵解速率测定 |
| 3.3.3 敲除细胞对ATP需求的影响 |
| 3.3.4 GPAM基因敲除后细胞内线粒体数量的改变 |
| 3.3.5 GPAM基因敲除后细胞内线粒体中三羧酸循环检测分析 |
| 3.3.6 GPAM基因敲除后细胞内线粒体中氧化磷酸化检测分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 基于敲除小鼠模型验证GPAM基因对脂肪代谢的调控作用 |
| 4.1 材料 |
| 4.1.1 实验动物 |
| 4.1.2 主要仪器设备 |
| 4.1.3 其他药品及试剂 |
| 4.1.4 溶液配制 |
| 4.1.5 分析软件 |
| 4.2 方法 |
| 4.2.1 GPAM基因敲除小鼠模型的制备 |
| 4.2.2 GPAM基因敲除小鼠的扩繁 |
| 4.2.3 GPAM基因敲除小鼠的鉴定 |
| 4.2.4 目的基因敲除小鼠在mRNA和蛋白水平上的检测 |
| 4.2.5 目的基因敲除小鼠相关生长性状的测定 |
| 4.2.6 组织形态学的检测 |
| 4.2.7 敲除小鼠血清学相关指标的检测 |
| 4.2.8 敲除小鼠组织中甘油三酯和胆固醇含量的检测 |
| 4.2.9 敲除小鼠乳汁中甘油三酯含量的检测 |
| 4.2.10 敲除小鼠组织中脂肪酸成分及含量的检测 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 敲除小鼠的阳性鉴定 |
| 4.3.2 目的基因敲除小鼠在mRNA和蛋白水平上的检测 |
| 4.3.3 目的基因敲除小鼠相关生长性状测定 |
| 4.3.4 目的基因敲除小鼠各组织形态学分析 |
| 4.3.5 敲除小鼠血清中甘油三酯含量的测定 |
| 4.3.6 敲除小鼠血清中胆固醇含量的测定 |
| 4.3.7 敲除小鼠乳腺组织和脂肪组织甘油三酯和胆固醇含量的测定 |
| 4.3.8 敲除小鼠乳汁中甘油三酯含量的测定 |
| 4.3.9 敲除小鼠乳腺脂肪酸含量的测定 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 导师简介 |
| 作者简介 |
| 在读期间发表的文章及专利 |
| 致谢 |
（4）原始卵泡内细胞互作的基因博弈网络模型（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 原始卵泡发育的研究现状和数据处理方法 |
| 1.1 原始卵泡的发育 |
| 1.1.1 原始卵泡的形成 |
| 1.1.2 影响原始卵泡发育的主要因素 |
| 1.2 单细胞RNA-seq技术 |
| 1.2.1 单细胞RNA-seq的发展 |
| 1.2.2 单细胞RNA-seq在胚胎发育学的应用 |
| 1.2.3 单细胞RNA-seq的数据分析 |
| 1.3 基因调控网络模型的现状 |
| 1.3.1 构建基因调控网络模型的意义 |
| 1.3.2 常见基因调控网络模型的特点 |
| 1.3.3 基因调控网络的特点 |
| 1.3.4 进化博弈论在基因调控网络中的应用 |
| 1.4 研究思路与技术路线 |
| 2 构建原始卵泡内细胞互作的基因博弈网络模型 |
| 2.1 模型概述 |
| 2.1.1 卵泡发育中的博弈 |
| 2.1.2 巢指数 |
| 2.1.3 整合异速生长理论 |
| 2.1.4 整合进化博弈理论 |
| 2.1.5 评估细胞互作模式 |
| 2.2 利用静态数据构建动态基因调控网络 |
| 2.2.1 基因调控网络的总体框架 |
| 2.2.2 降维处理 |
| 2.3 基因调控下的细胞互作网络构建 |
| 2.4 模型计算方法 |
| 2.4.1 细胞互作网络的构建方法 |
| 2.4.2 基因调控网络的构建方法 |
| 2.5 讨论 |
| 2.6 小结 |
| 3 用新模型解析细胞互作及其调控机制 |
| 3.1 数据材料和分析方法 |
| 3.1.1 数据下载和整理 |
| 3.1.2 分析方法 |
| 3.2 细胞互作的计算机模拟 |
| 3.2.1 模拟策略 |
| 3.2.2 模拟结果 |
| 3.3 细胞互作模式的鉴别和分析 |
| 3.3.1 细胞互作曲线的拟合 |
| 3.3.2 细胞互作模式的聚类 |
| 3.3.3 细胞互作模式的分析 |
| 3.4 基因功能模块化和分析 |
| 3.4.1 基因功能模块的划分 |
| 3.4.2 基因功能模块的比较 |
| 3.4.3 基因功能模块的互作 |
| 3.4.4 细胞基于EI的差异 |
| 3.5 模块水平的基因调控网络 |
| 3.5.1 不同类型细胞的网络差异 |
| 3.5.2 不同胎龄细胞的网络差异 |
| 3.6 信号通路介导下的细胞互作 |
| 3.6.1 BMP信号通路介导下的细胞互作 |
| 3.6.2 NOTCH信号通路介导下的细胞互作 |
| 3.6.3 NODAL信号通路介导下的细胞互作 |
| 3.7 卵母细胞间的互作网络 |
| 3.7.1 卵母细胞间互作网络的比较 |
| 3.7.2 卵母细胞间互作网络的特征 |
| 3.8 讨论 |
| 3.9 小结 |
| 4 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 4.2.1 开发生育期卵泡发育的基因调控网络模型 |
| 4.2.2 构建原始卵泡发育的表观遗传网络模型 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 获得成果目录清单 |
| 致谢 |
（5）大规模基因调控网络模型的推断方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文结构及主要内容 |
| 2 基因调控网络常用模型及推断算法 |
| 2.1 基因调控网络 |
| 2.2 基因调控网络模型 |
| 2.2.1 布尔网络模型 |
| 2.2.2 贝叶斯网络模型 |
| 2.2.3 S-system模型 |
| 2.2.4 微分方程模型 |
| 2.3 现有算法存在的问题及解决方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 改进的基因调控网络推断算法及性能分析 |
| 3.1 基于微分方程模型的基因调控网络推断原理 |
| 3.1.1 遗传编程 |
| 3.1.2 基因调控网络模型系数的推断 |
| 3.2 滤波算法介绍 |
| 3.2.1 卡尔曼滤波算法 |
| 3.2.2 鲁棒卡尔曼滤波算法 |
| 3.2.3 粒子滤波算法 |
| 3.3 改进的推断算法 |
| 3.3.1 改进的遗传编程模型 |
| 3.3.2 改进的算法性能分析 |
| 3.4 联合算法性能分析 |
| 3.4.1 算法推断模型结果分析 |
| 3.4.2 算法性能分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 调控基因预选算法及性能分析 |
| 4.1 调控基因预选算法 |
| 4.1.1 Jump3 |
| 4.1.2 dynGENIE3 |
| 4.1.3 BiXGBoost |
| 4.2 基因预选算法性能分析 |
| 4.2.1 DREAM4数据集介绍 |
| 4.2.2 算法性能分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 大规模基因调控网络推断算法在实际生物数据中的应用 |
| 5.1 大规模基因调控网络推断算法 |
| 5.2 酵母菌数据实验及结果分析 |
| 5.2.1 数据来源 |
| 5.2.2 实验结果及分析 |
| 5.3 人宫颈癌细胞数据实验及结果分析 |
| 5.3.1 数据来源 |
| 5.3.2 实验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 所选基因列表 |
| 附录B HeLa基因调控网络完整模型 |
| 附录C Pathway通路分析完整结果 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（6）黑曲霉基因组水平的转录调控机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Absract |
| 英文缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 黑曲霉概述 |
| 1.2 黑曲霉组学研究进展 |
| 1.3 黑曲霉遗传改造技术 |
| 1.3.1 传统遗传改造 |
| 1.3.2 RNA干扰 |
| 1.3.3 同源重组 |
| 1.3.4 CRISPR/Cas9 |
| 1.4 黑曲霉转录调控机制研究进展 |
| 1.4.1 真核生物基因转录的结构基础 |
| 1.4.2 真核微生物基因的转录调控机制 |
| 1.4.3 黑曲霉转录因子研究现状 |
| 1.5 高通量测序技术对丝状真菌转录因子全基因组结合位点研究 |
| 1.5.1 Ch IP-seq |
| 1.5.2 MNase-seq |
| 1.5.3 DNase-seq |
| 1.5.4 FAIRE-seq |
| 1.5.5 ATAC-seq |
| 1.6 本课题的研究意义及主要内容 |
| 1.6.1 本课题的研究意义 |
| 1.6.2 本课题的研究内容 |
| 第二章 黑曲霉单碱基编辑系统构建与应用研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与仪器设备 |
| 2.2.1 主要仪器与设备 |
| 2.2.2 菌株和质粒 |
| 2.2.3 主要试剂 |
| 2.2.4 溶液及培养基的配制 |
| 2.2.5 所用引物序列 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 菌株培养 |
| 2.3.2 碱基编辑复合蛋白BEC表达载体构建 |
| 2.3.3 黑曲霉原生质体制备、转化、转化子鉴定和表型分析 |
| 2.3.4 Protospacer的体外筛选 |
| 2.3.5 单碱基编辑载体构建 |
| 2.3.6 总RNA提取,反转录和荧光定量分析 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 点编辑复合物BEC在黑曲霉中的表达及表型分析 |
| 2.4.2 Protospacer位点体外筛选 |
| 2.4.3 BEC系统失活尿嘧啶核苷营养缺陷型基因pyr G的研究 |
| 2.4.4 BEC系统失活细胞色素基因fwn A的研究 |
| 2.4.5 BEC系统点编辑效率及其编辑位置的讨论分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 丝状真菌ATAC-seq技术的开发及初步应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料与仪器 |
| 3.2.1 主要仪器和设备 |
| 3.2.2 菌种和质粒 |
| 3.2.3 主要试剂和试剂盒 |
| 3.2.4 培养基与溶液的配制 |
| 3.2.5 所用引物序列 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 菌种培养 |
| 3.3.2 黑曲霉细胞核粗核提取 |
| 3.3.3 黑曲霉PEG介导的原生质体转化 |
| 3.3.4 INTACT法纯化细胞核 |
| 3.3.5 胞内生物素化蛋白Western Blot分析 |
| 3.3.6 原生质体法制备ATAC-seq文库 |
| 3.3.7 ATAC-seq数据匹配及标准化 |
| 3.3.8 RNA-seq测序及分析 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 液氮研磨法构建ATAC-seq文库的研究 |
| 3.4.2 细胞核核膜蛋白荧光标记的定位及INTACT提取精制细胞核的研究 |
| 3.4.3 原生质体法构建丝状真菌ATAC-seq文库的研究 |
| 3.4.4 ATAC-seq文库在基因组上的分布特征及其与基因表达的关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于ATAC-seq的丝状真菌染色质可及性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与仪器 |
| 4.2.1 主要仪器和设备 |
| 4.2.2 菌种和质粒 |
| 4.2.3 主要试剂 |
| 4.2.4 培养基与溶液的配制 |
| 4.2.5 所用引物序列 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 菌体培养 |
| 4.3.2 黑曲霉转录因子cre A,amy R,prt T,cpc A和 pac C敲除载体构建 |
| 4.3.3 米曲霉laeA基因的敲除与过量表达载体构建 |
| 4.3.4 ATAC-seq文库构建 |
| 4.3.5 染色质可及性区域分析 |
| 4.3.6 染色质开放区靶向基因注释 |
| 4.3.7 RNA-seq文库构建、测序及差异基因分析 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 黑曲霉转录因子敲除株的构建及鉴定 |
| 4.4.2 米曲霉laeA敲除和过量表达菌株构建 |
| 4.4.3 丝状真菌ATAC-seq文库构建及其相关性分析 |
| 4.4.4 不同黑曲霉染色质可及性比较研究 |
| 4.4.5 不同曲霉属染色质可及性的比较研究 |
| 4.4.6 碳源驱动的染色质可及性差异区域鉴定 |
| 4.4.7 转录因子驱动的染色质可及性差异区域鉴定 |
| 4.4.8 染色质调控因子LaeA驱动的染色质可及性差异区域鉴定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 黑曲霉染色质可及性区域转录因子调控研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验仪器与材料 |
| 5.2.1 主要仪器和设备 |
| 5.2.2 菌种和质粒 |
| 5.2.3 主要试剂和试剂盒 |
| 5.2.4 培养基与溶液的配制 |
| 5.2.5 所用引物序列 |
| 5.3 实验方法 |
| 5.3.1 菌种培养 |
| 5.3.2 DNA footprints鉴定 |
| 5.3.3 转录因子基序的从头预测 |
| 5.3.4 载体构建 |
| 5.3.5 RNA样品制备和q RT-PCR检测 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 已知motif的转录因子在黑曲霉中的研究 |
| 5.4.2 从头预测转录因子结合基序的研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 Zn2Cys6 家族关键蛋白酶调控因子Prt T调控机制的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验仪器与材料 |
| 6.2.1 主要仪器与设备 |
| 6.2.2 菌种和质粒 |
| 6.2.3 主要试剂 |
| 6.2.4 培养基和溶液的配制 |
| 6.2.5 所用引物序列 |
| 6.3 实验方法 |
| 6.3.1 菌体培养 |
| 6.3.2 载体构建 |
| 6.3.3 黑曲霉转化和重组菌株鉴定 |
| 6.3.4 黑曲霉转化子表型研究及胞外蛋白酶酶活测定 |
| 6.3.5 融合e GFP的 prt T表达菌株的荧光观察及WB分析 |
| 6.3.6 RNA提取、荧光定量分析和RNA-seq |
| 6.3.7 ATAC-seq和 RNA-seq映射基因功能分析 |
| 6.3.8 Amy R-6×His融合蛋白在大肠杆菌的表达纯化及EMSA |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 蛋白酶调控因子prtT敲除与启动子原位替换研究 |
| 6.4.2 u ORF框对prt T翻译水平的调控研究 |
| 6.4.3 prtT敲除、过量表达以及点突变对下游调控基因转录及胞外蛋白酶活性的影响 |
| 6.4.4 融合e GFP的 prt T回补表达突变菌的鉴定及其表型、核定位研究 |
| 6.4.5 差异表达基因(DEGs)分析 |
| 6.4.6 蛋白酶调控因子prtT敲除和过量表达对黑曲霉基因表达谱的影响 |
| 6.4.7 RNA-seq和 ATAC-seq共解析Prt T靶向基因及其功能 |
| 6.4.8 AmyR参与蛋白酶及其调控因子的转录调控研究 |
| 6.4.9 与细胞壁完整性相关的差异基因分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间取得研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）早期胚胎发生阶段细胞命运决定的染色质可及性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 转录调控机制 |
| 1.1.1 启动子 |
| 1.1.2 增强子 |
| 1.1.3 超级增强子 |
| 1.1.4 转录因子 |
| 1.1.5 染色质可及性 |
| 1.2 调控基因组学方法 |
| 1.2.1 下一代测序 |
| 1.2.2 调控基因组学方法 |
| 1.2.3 ATAC-seq |
| 1.2.3.1 ATAC-seq发展历程 |
| 1.2.3.2 ATAC-seq应用 |
| 1.2.4 R语言环境和Bioconductor项目 |
| 1.3 细胞命运决定 |
| 1.3.1 早期细胞命运决定 |
| 1.3.2 第二细胞命运决定 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 ATAC-seq数据获取 |
| 2.2 ATAC-seq数据分析 |
| 2.3 基因组注释和peak calling |
| 2.4 重叠开放染色质区域的表达和相关性分析 |
| 2.5 Peaks分布和功能富集分析 |
| 2.6 转录因子基序鉴定和GO注释 |
| 2.7 转录因子调控网络构建 |
| 2.8 公共基因表达谱获取 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 不同发育阶段染色质动态变化 |
| 3.2 顺式调控元件功能注释 |
| 3.3 参与胚胎发育的转录因子的鉴定 |
| 3.4 细胞命运决定转录因子调控网络 |
| 4 结论 |
| 5 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 个人简介 |
| 致谢 |
（8）棘孢木霉内切几丁质酶42基因表达调控与工程菌株构建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 木霉生物防治进展 |
| 1.2.2 几丁质酶性质及结构特征 |
| 1.2.3 微生物几丁质酶生物防治功能研究 |
| 1.2.4 几丁质酶基因的调控 |
| 1.2.5 几丁质酶在生物防治中的应用 |
| 1.2.6 几丁质酶未来展望 |
| 1.3 研究中存在的问题 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 菌株和质粒 |
| 2.1.2 酶与试剂 |
| 2.1.3 培养基与溶液 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 棘孢木霉T4降解几丁质能力的确认 |
| 2.2.2 真菌总DNA的提取 |
| 2.2.3 真菌总RNA的提取 |
| 2.2.4 真菌RNA反转为cDNA |
| 2.2.5 交错式热不对称PCR(Tail PCR) |
| 2.2.6 扩增及实时定量PCR |
| 2.2.7 细胞内蛋白提取 |
| 2.2.8 链霉亲和素磁珠的制备 |
| 2.2.9 链霉亲和磁珠与蛋白结合反应 |
| 2.2.10 凝胶迁移电泳 |
| 2.2.11 干扰质粒的构建 |
| 2.2.12 过表达质粒的构建 |
| 2.2.13 棘孢木霉潮霉素敏感性检测 |
| 2.2.14 原生质体制备 |
| 2.2.15 原生质体转化 |
| 2.2.16 细胞壁蛋白的提取 |
| 2.2.17 HPLC测定几丁二糖浓度 |
| 2.2.18 Western Blot检测蛋白表达量 |
| 2.2.19 酶活测定 |
| 2.2.20 毕赤酵母真核表达 |
| 2.2.21 菌落生长直径的测量 |
| 2.2.22 镍琼脂糖亲和纯化 |
| 2.2.23 单因素实验设计 |
| 2.2.24 响应面优化试验 |
| 第3章 棘孢木霉内切几丁质酶基因调控因子的验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 内切几丁质酶42序列的检测 |
| 3.2.1 棘孢木霉T4降解几丁质能力的确认 |
| 3.2.2 棘孢木霉ech42基因的获取 |
| 3.3 棘孢木霉T4ech42启动子区序列的获得 |
| 3.4 棘孢木霉T4ech42调控子的筛选 |
| 3.4.1 棘孢木霉T4总蛋白的提取 |
| 3.4.2 生物素标记磁珠的制备与蛋白筛选 |
| 3.4.3 CDK5蛋白的真核表达 |
| 3.4.4 ech42 调控子EMSA验证 |
| 3.5 cdk5基因的干扰与过表达 |
| 3.5.1 cdk5 RNA干扰与过表达质粒的构建 |
| 3.5.2 cdk5重组质粒的原生质体转化与菌株筛选 |
| 3.5.3 cdk5 的干扰与过表达对Ech42 表达量的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 ABC蛋白对几丁质酶产量的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 abc-b基因干扰及过表达质粒的构建 |
| 4.2.1 abc-b干扰质粒的构建 |
| 4.2.2 abc-b过表达质粒的构建 |
| 4.3 abc干扰及过表达对ech42 表达量的影响 |
| 4.3.1 abc干扰对ech42 表达量的影响 |
| 4.3.2 abc过表达对ech42 表达量的影响 |
| 4.4 abc-b干扰及过表达对T4生长情况的影响 |
| 4.4.1 ABC-B蛋白表达量变化对T4碳源利用的影响 |
| 4.4.2 ABC-B蛋白表达量变化对几丁寡糖转运的影响 |
| 4.4.3 几丁二糖转运效率对T4几丁质酶产量的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 棘孢木霉T4几丁质酶培养条件的优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 内切几丁质酶基因42毕赤酵母真核表达 |
| 5.3 Ech42不同培养条件下酶活力的测定 |
| 5.3.1 温度对几丁质酶Ech42活力的影响 |
| 5.3.2 pH对几丁质酶Ech42活力的影响 |
| 5.3.3 氮源对几丁质酶Ech42活力的影响 |
| 5.4 Ech42不同金属离子条件下酶活力的测定 |
| 5.5 cdk5/abc-b双过表达工程菌株的构建 |
| 5.6 cdk5/abc-b发酵条件的优化 |
| 5.6.1 野生型菌株的发酵单因素分析 |
| 5.6.2 野生型菌株的响应面分析 |
| 5.6.3 双基因过表达菌株的发酵单因素分析 |
| 5.6.4 工程菌株的响应面分析 |
| 5.6.5 最佳条件下工程菌株的ech42表达量检测 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）水稻DOF家族基因和粒形基因WG7的功能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 第一章 Dof家族基因的功能研究 |
| 1 前言 |
| 1.1 研究问题的由来 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 Dof基因家族的概述 |
| 1.2.1.1 Dof概念简介 |
| 1.2.1.2 Dof家族基因研究进展 |
| 1.2.2 基因克隆的常用策略和方法 |
| 1.2.3 关联分析 |
| 1.2.3.1 全基因组关联分析 |
| 1.2.3.2 候选基因关联分析 |
| 1.2.4 遗传力和遗传力缺失 |
| 1.2.5 植物的开花调控 |
| 1.2.5.1 水稻光周期调控途径 |
| 1.2.5.2 影响水稻产量的主要开花期基因 |
| 1.2.5.3 开花期基因影响品种地域分布 |
| 1.2.6 水稻的穗型发育 |
| 1.2.6.1 水稻的穗型 |
| 1.2.6.2 茎顶端分生组织的形成及其活性的维持 |
| 1.2.6.3 调控IM向 SM转变的基因 |
| 1.2.6.4 调控AM发育的功能基因 |
| 1.2.6.5 调控SM向 FM转变的基因 |
| 1.3 本研究的目的和意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 材料 |
| 2.1.1 田间材料种植和目的性状的考察 |
| 2.1.2 遗传转化材料 |
| 2.2 菌株和遗传转化载体的构建 |
| 2.2.1 菌株和载体 |
| 2.2.2 CRISPR/Cas9 载体构建 |
| 2.2.3 互补载体构建 |
| 2.2.4 超表达载体构建 |
| 2.3 遗传转化 |
| 2.4 水稻Dof家族基因的分离与系统进化树的构建 |
| 2.5 候选基因的关联分析 |
| 2.5.1 基因型数据 |
| 2.5.2 SNP水平和单倍型水平上的候选基因关联分析 |
| 2.6 Dof家族基因的核酸多样性 |
| 2.7 转基因无痕迹的检测 |
| 2.8 水稻DNA的抽提及共分离鉴定 |
| 2.9 目标基因的表达量检测 |
| 2.10 原位杂交 |
| 2.11 亚细胞定位 |
| 2.12 荧光素酶的转录活性测定 |
| 2.13 细胞分裂素含量的测定 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 Dof家族基因的基因结构 |
| 3.2 Dof家族基因的单倍型分析 |
| 3.3 Dof家族基因SNP水平上和单倍型水平上的关联分析 |
| 3.4 比较Dof家族基因单倍型之间抽穗期的效应 |
| 3.5 通过CRISPR/Cas9 进行Dof家族基因的功能验证 |
| 3.5.1 CRISPR/Cas9 突变体的突变情况 |
| 3.5.2 用CRISPR/Cas9 突变体鉴定Dof家族基因调控抽穗期 |
| 3.6 Dof家族基因的核酸多样性 |
| 3.7 OsDof15/SP3 的功能验证 |
| 3.7.1 sp3 突变体的表型鉴定 |
| 3.7.2 SP3 基因的克隆 |
| 3.7.3 SP3 的表达谱 |
| 3.7.4 SP3 的亚细胞定位和转录激活活性 |
| 3.7.5 SP3 调控APO2/RFL的表达 |
| 3.7.6 SP3 调节细胞分裂素的体内平衡 |
| 3.7.7 Dof蛋白的保守结构域和系统进化 |
| 4 讨论 |
| 4.1 抽穗期的微效Dof基因能解释水稻抽穗期的缺失遗传力 |
| 4.2 Dof家族基因对长日照和短日照有不同的响应 |
| 4.3 Dof家族基因之间存在功能冗余和分化 |
| 4.4 OsDof15/SP3 参与调控APO2/RFL的表达来控制穗发育 |
| 4.5 SP3 协调参与细胞分裂素稳态基因的表达 |
| 4.6 优化SP3 的表达水平培育高产品种 |
| 第二章 粒形基因WG7的克隆与功能研究 |
| 1 前言 |
| 1.1 研究问题的由来 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 粒形基因的调控机理 |
| 1.2.1.1 G蛋白信号途径 |
| 1.2.1.2 MAPK信号途径 |
| 1.2.1.3 植物激素信号途径 |
| 1.2.1.3.1 生长素信号途径 |
| 1.2.1.3.2 BR信号途径 |
| 1.2.1.4 泛素蛋白酶降解途径 |
| 1.2.1.5 转录因子调控途径 |
| 1.2.2 组蛋白修饰在粒形调控中的作用 |
| 1.2.2.1 组蛋白修饰与转录 |
| 1.2.2.2 组蛋白修饰对粒形的调控 |
| 1.3 本研究的目的和意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 水稻材料 |
| 2.2 田间种植和表型考察 |
| 2.2.1 田间种植 |
| 2.2.2 表型考察 |
| 2.3 菌株和载体的构建 |
| 2.3.1 菌株和载体 |
| 2.3.2 超表达载体构建 |
| 2.3.3 双链抑制载体构建 |
| 2.3.4 CRISPR/Cas9 载体构建 |
| 2.4 遗传转化 |
| 2.5 水稻DNA的小样抽提及共分离鉴定 |
| 2.6 目标基因的表达量检测 |
| 2.7 RNA-Seq分析 |
| 2.8 电镜扫描 |
| 2.9 颖壳组织切片 |
| 2.10 原核表达和蛋白纯化 |
| 2.11 酵母单杂交 |
| 2.12凝胶迁移实验 |
| 2.13 基于双荧光素酶系统分析蛋白转录活性 |
| 2.14 ChIP-PCR |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 wg7 突变体的表型鉴定 |
| 3.2 WG7 的克隆 |
| 3.3 WG7 直接结合在粒形基因OsMADS1 的启动子上 |
| 3.4 WG7 激活OsMADS1 的表达 |
| 3.5 WG7 调控OsMADS1 启动子H3K4me3 的水平 |
| 3.6 WG7 结合位点的CRISPR/Cas9 突变 |
| 4 讨论 |
| 4.1 WG7 通过直接上调OsMADS1 的表达来增加粒宽 |
| 4.2 WG7 参与形成复合体对OsMADS1 进行H3K4me3 的修饰 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 Ⅰ 部分实验操作步骤 |
| Protocol1:电击转化感受态细胞的制备 |
| Protocol2:农杆菌介导的水稻遗传转化(粳稻) |
| Protocol3:植物总RNA抽提 |
| Protocol4:植物总RNA的反转录 |
| Protocol5:qRT-PCR |
| Protocol6:RNA原位杂交 |
| Protocol7:水稻原生质体的制备和转化 |
| Protocol8:酵母的快速转化和酵母单杂交显色反应 |
| Protocol9:原核表达与蛋白纯化 |
| Protocol10:凝胶阻滞实验 |
| Protocol11:染色质免疫共沉淀 |
| 附录 Ⅱ 本研究中关联到的Dof基因单倍型之间抽穗期效应的多重比较 |
| 附录 Ⅲ 本研究中用到的引物 |
| 附录 Ⅳ 在读期间研究成果 |
| 致谢 |
（10）AG-WUS-LHP1-lncRNA协同调控梅多雌蕊形成和发育（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1 植物花器官的ABCDE模型 |
| 2 植物激素调控花器官的形成和发育 |
| 3 植物花器官形成和发育的分子调控机制 |
| 3.1 miRNAs参与植物花器官发育调控 |
| 3.2 植物PcG功能研究进展 |
| 3.3 LncRNA在植物中的研究进展 |
| 4 梅花器官形成和发育研究进展 |
| 5 植物花器官研究相关技术 |
| 5.1 Westen blot技术在花发育研究中的应用 |
| 5.2 ChIP技术在植物研究中的应用 |
| 5.3 高通量测序技术在花发育研究中的应用 |
| 6 研究目的与意义 |
| 第二章 梅多雌蕊分化进程观察及激素测定 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 植物材料 |
| 1.2 雌蕊数统计 |
| 1.3 石蜡切片观察雌蕊分化过程 |
| 1.4 扫描电镜观察单雌蕊与多雌蕊表皮细胞形态差异 |
| 1.5 梅花芽分化过程激素测定 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 雌蕊数统计 |
| 2.2 雌蕊分化进程分析 |
| 2.3 SEM观察雌蕊表皮细胞 |
| 2.4 雌蕊发育过程中激素含量变化 |
| 3 讨论 |
| 第三章 AG、H3K27me3蛋白与WUS相互作用的鉴定 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 植物材料 |
| 1.2 梅AG蛋白分析 |
| 1.3 总RNA的提取及第一链cDNA的合成 |
| 1.4 AG和WUS实时荧光定量PCR分析 |
| 1.5 AG基因克隆 |
| 1.6 AG抗体制备 |
| 1.7 H3K27me3抗体的制备 |
| 1.8 Western blot检测AG及H3K27me3的蛋白表达 |
| 1.9 ChIP检测AG及H3K27me3与WUS的相互作用 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 梅AG蛋白生物信息学分析 |
| 2.2 RNA提取分析 |
| 2.3 AG和WUS基因的时空表达模式 |
| 2.4 AG序列克隆 |
| 2.5 AG抗体免疫检测 |
| 2.6 H3K27me3抗体免疫检测 |
| 2.7 AG和H3K27me3在两种雌蕊类型中的含量 |
| 2.8 超声打断染色质结果检测 |
| 2.9 免疫沉淀后qRT-PCR结果 |
| 3 讨论 |
| 第四章 梅多雌蕊发生相关lncRNAs的分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 植物材料 |
| 1.2 RNA提取、文库构建与测序 |
| 1.3 LncRNA高通量测序及生物信息学分析 |
| 1.4 qRT-PCR验证差异表达mRNA和lncRNA |
| 1.5 miRNA提取及荧光定量PCR表达分析 |
| 1.6 ZT处理对AP2基因表达的影响 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 RNA-seq数据分析 |
| 2.2 梅lncRNAs的特征分析 |
| 2.3 差异表达基因分析 |
| 2.4 已知lncRNA鉴定及差异表达分析 |
| 2.5 新IncRNA鉴定及分析 |
| 2.6 花发育相关lncRNAs与miRNAs和基因互作发挥功能 |
| 2.7 qRT-PCR验证差异表达mRNA和lncRNA |
| 2.8 XR_514690.2,ppe-miR172d和AP2之间的负调控关系 |
| 2.9 ZT促进AP2表达 |
| 3 讨论 |
| 3.1 梅lncRNAs特征与花发育DEKLs的鉴定 |
| 3.2 MADS-box相关基因 |
| 3.3 植物激素相关基因 |
| 3.4 花发育相关lncRNAs的mRNA调控网络 |
| 3.5 LncRNA-miRNA互作与花发育 |
| 第五章 梅LHP1与H3K27me3互作影响多雌蕊形成 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 植物材料 |
| 1.2 LHP1蛋白生物信息学分析 |
| 1.3 LHP1抗体制备 |
| 1.4 梅花芽中LHP1蛋白表达的Western blot分析 |
| 1.5 LHP1在不同雌蕊分化时期表达 |
| 1.6 CoIP以及LC-MS/MS鉴定LHP1互作蛋白 |
| 1.7 Western blot鉴定LHP1识别H3K27me3 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 LHP1蛋白生物信息学分析 |
| 2.2 抗体质量检测 |
| 2.3 梅花芽中LHP1蛋白的Western blot分析 |
| 2.4 LHP1基因在不同发育时期表达 |
| 2.5 LHP1互作蛋白筛选 |
| 2.6 两类雌蕊中LHP1互作蛋白的差异分析 |
| 2.7 梅LHP1结合H3K27me3修饰 |
| 3 讨论 |
| 第六章 全文讨论与结论 |
| 1 全文讨论 |
| 2 全文结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表论文及获奖情况 |
| 致谢 |
四、真核生物的V形基因调控模型和基因调控关系的预测（论文参考文献）
- [1]基于多组学数据的基因调控网络构建方法研究[D]. 黄雅玲. 西南大学, 2021(01)
- [2]偏肿革裥菌C2H2型锌指转录因子功能解析[D]. 张俊. 东北林业大学, 2021(09)
- [3]线粒体甘油-3-磷酸乙酰转移酶（GPAM）基因沉默对牛乳脂代谢的影响[D]. 于海滨. 吉林大学, 2020
- [4]原始卵泡内细胞互作的基因博弈网络模型[D]. 王茜. 北京林业大学, 2020(01)
- [5]大规模基因调控网络模型的推断方法研究[D]. 矫翔田. 大连海事大学, 2020(01)
- [6]黑曲霉基因组水平的转录调控机制研究[D]. 黄良刚. 华南理工大学, 2020(01)
- [7]早期胚胎发生阶段细胞命运决定的染色质可及性研究[D]. 范同强. 浙江农林大学, 2019(07)
- [8]棘孢木霉内切几丁质酶42基因表达调控与工程菌株构建[D]. 刘和. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [9]水稻DOF家族基因和粒形基因WG7的功能研究[D]. 黄勇. 华中农业大学, 2019(01)
- [10]AG-WUS-LHP1-lncRNA协同调控梅多雌蕊形成和发育[D]. 吴欣欣. 南京农业大学, 2019(08)