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生物信息学在生命科学的研究中起着重要的作用,其中转录组学的研究运用十分广泛。RNA聚合酶II(RNAP II)暂停是基因转录过程一个非常重要的调控途径。本文通过生物信息学与分子实验相结合的方法,利用本实验室的拟南芥突变体card1-1和已有的研究结果,去探究在植物体内是否存在RNAP II暂停的现象,并找出基因启动子区与RNAP II暂停相关的元件。结果如下: (1)本实验室的card1-1突变体中CTD功能域Ser5磷酸化水平降低,通过对card1-1的转录组数据分析,其表达上调基因数目远远高于表达下调基因数目,这表明 CTD功能域的Ser5磷酸化水平在转录过程中会影响基因的表达水平。 (2)通过对card1-1上调基因的TSS位点上游400bp和下游100bp序列进行功能元件的富集分析,发现在部分上调基因的启动子区能够富集到核心序列 PPRE(GGCCCA),而在持家基因和下调基因中PPRE的富集程度并不明显。 (3)对HSP家族基因HSP70-2和HSP20的PPRE序列进行定点突变或敲除导致对应基因表达的上调,表明PPRE序列对HSP家族基因的表达有着负调控作用。 因此,我们认为在植物体内,很有可能存在着RNAP II在转录过程中的暂停现象,而PPRE序列可能是植物基因启动子区与RNAP II转录暂停相关的元件。 另外,我们通过对昌7-2和齐319主根进行RNA-seq分析并且对不同类型玉米自交系以及杂交系的形态建成进行一系列的定量分析,对玉米密植情况下的根的形态建成进行了探究。结果如下: (1)对不同品种的玉米进行高密度种植和低密度种植,并对其幼苗的表型进行观察分析,发现在密植时主根长度增加,但侧根密度降低,这种现象在昌7-2中尤为明显。 (2)以齐319做为对照,对耐密植品种昌7-2分别进行高密度和低密度种植条件下的幼苗主根的转录组进行分析,发现昌7-2在密植时会导致与光和植物激素相关的基因表达下调,这表明密植条件下,光照可能会影响玉米根部的表型。 据此,我们认为,受光面积减少可能导致密植条件下主根变长,侧根密度降低的原因。