产电菌转录调控网络的重构与分析

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1、东南大学硕士学位论文万方数据产电菌转录调控网络的重构与分析万方数据RECoNSTRUCTIONOFTRANSCRIPTIONALREGULATORYNETWORKOFELECTRICIGENENSAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDe伊eeofMasterofEngineeringBYLiuCuiCuiSupervisedbyViceProf．XieJianMingSchoolofBiologicalScience&MedicalEngineeringSoutheastUniversityApril2014万方数据

2、东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：垄!翌翌日期：丝』堡!：7东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期

3、内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。一躲蛭聊躲荆期：逊罗万方数据捅羹摘要论文题目：产电菌转录调控网络的重构与分析作者姓名：刘翠翠导师姓名：谢建明学校名称：东南大学微生物燃料电池(MicrobialFuelCell，MFC)是一种极具应用前景的绿色能源方式，受制于产电效率过低，还未能大规模应用于实际中。产电微生物的产电方式和电子传递方式是微生物燃料电池研究中的重大理论问题之一，也是工程改造微生物提高产电效率的关键问题之一。全基因组调控网络的构建可以帮助理解微生物响应环境改变而发生的分子过程，识

4、别与产电效率相关的分子路径。产电菌ShewanellaoneidensisMR-1具有产电效率高、能利用多种电子受体等优点，是用于微生物燃料电池研究的重要模式生物之一，本文主要是构建模式菌S．oneidensisMR．1的基因调控网络，为在分子水平认识产电菌的调控过程提供基础。同时，探索全基因组的微生物基因调控网络的构建方法，促进微生物系统生物学的研究。本文应用基于比较基因组学的基因调控关系预测方法，首先选择基因调控信息较为完善的模式生物EscherichiacoliK-12MGl655作为参考基因组，利用直系同源基因功能的保守性，来预测&oneidensisMR．1的调控信息，得

5、到SoneidensisMR．1的调控关系有1887对，包括71个转录因子和870个靶基因。然后选择与＆oneidensisMR-1同属的希瓦氏菌其他四个菌株&putrefaciensCN．32，&spMR一4，&balticaOSl55，&loihicaPV-4作为参考基因组，基于比较基因组学预测&oneidensisMR．1的调控网络，得到1003个调控关系，包括58个转录因子和741个靶基因。整合己知数据，最终得到&oneidensisMR．1的基因调控关系有3378对，包括112个转录因子，1705个靶基因。为了判断预测得到的转录调控关系的可信度，通过转录因子结合位点扫描和

6、预测来评价基于比较基因组学得到的＆oneidensisMR-1调控网络，发现当选择与目标基因组亲缘关系较近的生物作为参考基因组时得到的调控网络就会越准确。论文比较了不同物种之间调控关系的保守性，通过基因调控网络的生物学功能分析，发现EcoliK-12MGl655和&oneidensisMR．1在碳水化合物代谢、能量代谢、核苷酸代谢具有保守性，而SoneidensisMR．1具有与EcD厅K．12MGl655不同的酮体的合成和降解、苯乙烯降解生物学过程。这为在调控关系的保守性角度研究不同物种的环境适应度和分子过程提供了新的思路，可为研究微生物的产电过程和电子传递相关的分子过程奠定基础

7、。关键字：转录调控网络，比较基因组学，微生物燃料电池，ShewanellaoneidensisMR．1万方数据AbstractAbstractTHESISTITLE：ReconstructionandanalysisoftranscriptionalregulatorynetworkofelectricigensGRADUATESTUDENTNAME：LiuCuiCuiSUPERVISORNAME：XieJianMingSCHOOLNAME：SoutheastUniv