水稻生长过程多层次基因调控网络的构建
结题报告
批准号:
31571366
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
陈铭
依托单位:
学科分类:
C0609.生物大数据解析
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘丽丽、王晶晶、李麒麟、Zeeshan Gillani、陈宏俊、孟宪文、周银聪、李雪
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中文摘要
植物基因型与表型间复杂的相互关系涉及到细胞内多种组分间的时空调控和代谢产物在不同细胞器或组织中的分布,一直是研究人员关注的热点和难点。本项目以水稻为研究对象,从水稻基因组注释信息出发,拟利用一个半自动化的流程对现有生物学公共数据库的信息进行整合,完成水稻基因组尺度的代谢网络的初步构建,并通过系统生物学的方法和实验手段对网络进行精细的修正和评估。在此基础上,整合蛋白互作网络、转录调控网络的实验验证数据与预测数据,完成水稻多层次参考调控网络的初步构建。结合水稻各组织包括根、茎、叶等在生长过程中的基因表达谱数据,利用动态贝叶斯模型,重构水稻生长过程中多层次基因调控网络。本研究将为水稻生物分子间调控机制的研究提供参考,系统促进水稻基因型与表现型间关系的分子机理研究。
英文摘要
Understanding how metabolic reactions translate the genome of an organism into its phenotype is a grand challenge in biology, which ties gene function to phenotype through gene regulatory networks (GRNs), protein-protein interactions (PPIs) and molecular pathways (GSMM). Integration of regulatory information on different levels of an organism is expected to provide a good way for mapping genotypes to phenotypes. In this proposal, we firstly use the procedure previously applied to the genome-scale metabolic reconstruction of Arabidopsis to integrate the gene-enzyme-reaction associated information. Consequently, the draft metabolic network were carefully curated by system biology and experimental methods, including charge calculation, reaction balancing, reaction reversibility prediction and gap filling and so on. Furthermore, genome-wide protein-protein interactions, gene regulations were integrated into the metabolic model. Eventually, the gene expression profiling of different tissues of rice during growth process were used to construct the tissue specific multiple-level gene regulatory network based on dynamic Bayes model. According to the “part-whole” theory proposed by West GB et al., the dynamic multiple-level gene regulatory network during rice growth process will be built via integration of the tissue-specific gene regulatory network as a whole model. Finally, a database was developed for systematically storing and retrieving the genome-scale multi-level network of rice to facilitate biomolecular regulatory analysis and gene-metabolite mapping. A visualization platform will be developed for individual gene-centric multiple level networks visualization in three dimensions (3D). The multiple-level regulatory information obtained in this study will be crucial for interpreting the rice genome interactome and understanding the genotype-phenotype relationship of rice.
本项目通过生物信息学数据挖掘整合与调控网络分析,整合了水稻基因调控网络、蛋白质互作网络和代谢网络等,完成了水稻基因组尺度的多层次调控网络的构建。通过整合水稻不同组织生长过程中的表达谱数据,进行特定组织多层次基因调控网络的构建与分析。完成了水稻基因组水平多基因效应对水稻开花过程的相互作用挖掘;植物生长过程中非编码表达谱数据的收集及分析鉴定;植物非编码RNA层次的基因调控网络的研究。并构建了水稻多层次基因调控网络数据库RiceNetDB,实现多层次调控网络的3D可视化。受项目资助,已发表19篇论文,并开发了多个生物信息学数据库。参加30多次国内或国际学术会议,培养硕士生2名,博士生6名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1186/s12864-018-4993-2
发表时间:2018-08-13
期刊:BMC genomics
影响因子:4.4
作者:Meng X;Zhang P;Chen Q;Wang J;Chen M
通讯作者:Chen M
Discovering putative peptides encoded from non-coding RNAs in ribosome profiling data of Arabidopsis thaliana
在拟南芥核糖体分析数据中发现由非编码 RNA 编码的推定肽
DOI:--
发表时间:2018
期刊:ACS Synthetic Biology
影响因子:4.7
作者:Qilin Li;Md. Asif Ahsan;Hongjun Chen;Jitong Xue;Ming Chen
通讯作者:Ming Chen
DOI:--
发表时间:2019
期刊:Journal of Integrative Bioinformatics
影响因子:1.9
作者:Peijing Zhang;Wenyi Wu;Qi Chen;Ming Chen
通讯作者:Ming Chen
Non-coding RNAs and Their Roles in Stress Response in Plants.
非编码 RNA 及其在植物逆境响应中的作用
DOI:10.1016/j.gpb.2017.01.007
发表时间:2017-10
期刊:Genomics, proteomics & bioinformatics
影响因子:--
作者:Wang J;Meng X;Dobrovolskaya OB;Orlov YL;Chen M
通讯作者:Chen M
DOI:10.1093/dnares/dsy043
发表时间:2019-04-01
期刊:DNA RESEARCH
影响因子:4.1
作者:Ahsan, Md. Asif;Monir, Md. Mamun;Chen, Ming
通讯作者:Chen, Ming
基于ANDSystem与多组学的水稻和小麦胁迫响应分子调控网络及智能作物平台(Smart Crop)的构建
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    105万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    陈铭
  • 依托单位:
基于bulk和单细胞转录组挖掘水稻lncRNA参与调控非生物胁迫响应机制的研究
  • 批准号:
    32261133526
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    陈铭
  • 依托单位:
植物非编码RNA的潜在翻译产物及其调控网络研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    陈铭
  • 依托单位:
植物非编码RNA多层级调控网络的构建与分析
  • 批准号:
    31771477
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    陈铭
  • 依托单位:
基于高通量测序数据发掘植物长非编码RNA及其调控网络研究
  • 批准号:
    31371328
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈铭
  • 依托单位:
水稻磷响应基因及蛋白介导根发育的系统生物学研究
  • 批准号:
    30971743
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    陈铭
  • 依托单位:
基于生物芯片表达谱数据的水稻磷响应关键功能基因的生物信息学挖掘
  • 批准号:
    30771326
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    陈铭
  • 依托单位:
水稻(Oryza sativa)磷代谢网络的预测重建及其系统生物学的研究
  • 批准号:
    30500106
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    陈铭
  • 依托单位:
国内基金
海外基金