三角褐指藻miRNA筛选、作用机制及代谢流量分析

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1、盟曼堡h坌旦i墨迦垒r旦鱼迅星鱼坠Q!i堡f!坚堑旦!Y墨地HuangAiyouADissertation／ThesisSubmittedt0TheUniVe体i哆ofChineseAcademyofSciencesInpartialfulnlImentoftherequi心mentForthedegreeofDOctorofMarinebiologyInstituteofOceanology；ChineseAcademyofSciencesApril，2013原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研

2、究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任人由本人承担。论文作者签名：巍暖铽日期：加l了、方·乙l学位论文版权使用授权书本人完全了解中国科学院海洋研究所有关保留、使用学位论文的规定，同意海洋研究所保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院海洋研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印

3、或其他复制手段保存、汇编本学位论文。(保密论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签字：哲．礓销日期：加l，-口，，乙l翩醇秒玺吼钏∥．别致谢本论文是在导师王广策研究员的悉心指导下完成的，从题目的选择、实验的设计、开展到文章的撰写和发表，王老师都给予了耐心的指导。王老师勤奋认真的工作态度、严谨的治学态度使我深受感染，并将终身受益。五年来，王老师不仅在学习上给予指导帮助，并且在生活上给予关心帮助，使我能够克服学习和生活中的困难，在此对我的导师表示衷心的感谢。感谢本实验室的彭光、刘海航、张宝玉、牛建峰、林阿朋和何林文老师，感谢开

4、放实验室的邓涪和邓田老师，感谢研究生部的各位老师，同时感谢天津科技大学的潘光华、才金玲、朱大玲和刘洪艳老师，他们的帮助使我的论文能够顺利完成。感谢实验室的师兄师姐乔洪金、吕芳、王超、周伟、张晓娟，同学邵展茹、李田田、吴佳佳、邹小兰、高山、谢修俊、靳皓琛、杨芳、杨睿灵、周文琴，师弟师妹顾文辉、郇丽、赵佩佩、伍松翠、韦一凡、臧正蓉、王辉、苏海霞、徐美玲、贾兆君、吴晓杰、刘凯、赵宇鹏、纪长绵、韦韬、侯兆君、王文磊、崔淘淘、马颖超、陶卫然、付宝龙、李沫洋、冯建华、段晨雪等在实验上和牛活上的关心和帮助，在此向他们表示感谢!感谢我的父

5、母以及所有家人的关心和鼓励，是他们一直在默默的支持我，在我遇到困难时给我帮助和支持，使我能够全心的在这里学习。最后对所有给予我帮助和支持的人表示衷心的感谢!摘要硅藻是一类重要的微生物，在地球无机物循环和碳固定中起重要作用，承担地球上约20％的初级生产力。一般认为硅藻起源于二次吞噬，具有特殊的进化地位，是研究进化的好材料。三角褐指藻(P办口eD如c，y，zfm驴fcD，．胛”砌所Bohlin)是一种非典型’的硅藻，具有梭形、卵形和三出放射形三种不同的形态，只有卵形细胞的一个壳面上含有硅质。三角褐指藻具有基因组小、生长周期短、

6、易于遗传转化等特点。EST分析表明三角褐指藻很多基因序列与动物更相似。全基因组测序表明其基因组是一个包含来源于动物、植物及细菌基因的嵌合体。三角褐指藻包含完整的鸟氨酸．尿素循环，对缺氮胁迫的响应机制不同于绿藻和高等植物。本文以三角褐指藻为主要研究对象，对其miI喇A调控方式及代谢特点进行了以下几方面的研究：(1)用同源比对及二级结构预测的方法预测三角褐指藻、喜温淡水红藻和假微型海链藻的miRNA，结果分别得到13、3、7条miRNA。这23条miRNA中有18条与动物来源的miRNA有序列相似性，暗示它们可能来源于共同的祖

7、先。三角褐指藻中与动物miRNA有序列相似性的miRNA比与植物miRNA有序列相似性的miRNA多。喜温淡水红藻比两种硅藻有更多与植物miRNA有序列相似性的miRNA，而它与两种硅藻共同拥有的miRNA家族比与植物共同拥有的多。这些结果与二次吞噬假说一致。靶基因预测显示三角褐指藻潜在miRNA靶基因序列涉及到脂肪酸代谢、细胞循环等多种生物过程，暗示miRNA可能在三角褐指藻中起重要作用。(2)采用S01exa测序的方法对三角褐指藻正常(PTl)、缺氮(PT2)及缺硅(PT3)条件下培养的小RNA进行测序并做了相关的生物

8、信息学分析，结果得到13条miRNA，它们与已知miRNA缺乏序列相似性，表明三角褐指藻中存在新的miRNA。在缺氮和缺硅条件下得到更多的miRNA，它们的潜在靶基因涉及多种生物过程，如信号传导、脂肪酸合成等，表明三角褐指藻miRNA可能在其氮、硅代谢调节中起重要作用。(3)用¨C代谢流量分析的方法研究