大脑又称端脑,由左右两半球组成,是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。但迄今为止,大脑发育的分子机制和调控机理尚未被完全阐明。本研究采用新一代测序技术(SOLiD)对小鼠大脑发育的三个代表性时期(幼年期,1周龄；青春期,4周龄；成年期,10周龄)进行转录组学研究,以全面了解在这三个关键时期大脑组织中基因的表达变化情况。本课题对小鼠三个时期大脑的转录组文库利用第二代测序仪SOLiD进行RNA水平上的Shot-gun测序(RNA-seq),并将所得序列比对到小鼠基因组上,然后利用NCBI的Genbank数据库对序列进行注释。在三个样本中,分别得到11,929,828、16,614,876和15,111,661条序列专一比对到小鼠基因组上,其中33-47%的序列位于外显子区域,28-34%的序列位于内含子区域,1.2%-2.3%的序列位于可变剪切,其它序列则分布在基因间区。分别鉴定出15,344、16,048和15,775个基因在幼年期、青春期和成年期小鼠大脑中表达。采用RPKM值衡量基因表达丰度,对三个不同时期大脑基因表达谱进行了聚类分析,结果发现幼年期和青春期的小鼠大脑基因表达谱聚为一类。基因差异表达分析表明,5,768个基因在幼年期小鼠大脑与青春期小鼠大脑中存在显著差异表达,其中有4,106个基因表现为在青春期小鼠中表达丰度的上调；青春期小鼠和成年期小鼠大脑之间差异表达基因个数为6,787个,其中有5,623个基因表现为在成年期小鼠中表达丰度的下调。这表明在生后小鼠的大脑发育过程中,大脑组织中的基因总体上呈现出先扬后抑的趋势,青春期小鼠的大脑基因表达相对于其它两个时期最为活跃。这些差异表达的基因功能涉及能量代谢、信号转导和细胞凋亡等多方面。值得一提的是,这些差异表达的基因还包括了大量癌症和神经性疾病的相关基因,说明这些基因参与了生后小鼠大脑发育的调控过程。我们共发现1,493个转录因子在三个时期小鼠卵巢中表达,其中既有已报道在大脑发育过程中起重要作用的转录因子,如：E2f家族、Pax6、Six3、Rax、ISL-1等,也有大量的在大脑发育过程中功能未知的转录因子。另外,在三个时期小鼠大脑组织中分别发现了254、304、382个低表达的转录因子(RPKM<1),其中一些转录因子如Neurog2、Pax6、Six3等在小鼠大脑发育过程中发挥重要作用。这些低表达的转录因子较难被芯片方法检测到,它们的发现可以使我们更深入地了解小鼠大脑的发育模式。通过研究内含子区域与外显子的表达相关性发现,在幼年期、青春期和成年期的小鼠大脑组织中,分别有2,079、2,520和4,061个基因的内含子区域异常活跃的表达。而在三个时期的大脑发育过程中,共发现有9,145个基因具有可变剪切形式。另外,在基因间区中一共鉴定出23,266个具有转录活性的位点,70.8%的位点(16,477个)注释在基因的UTR区域,20.7%的位点(4,806个)有转录本(EST)支持,另外有大约0.9%的位点(216个)注释为已知的ncRNA,而剩下7.6%的转录活性位点(1,767个)以前没有被定义过。绿藻门植物被普遍认为是高等陆生植物的祖先,研究它的进化路线对于整个植物进化具有非常重要的意义。藻类植物的基因序列保守性较差,所以有必要通过对叶绿体整个基因组的比较来确定其进化过程。本课题选取中国海区最常见的羽藻——藓羽藻作为研究对象,对其叶绿体进行全基因组测序,并进行比较基因组与系统发育等方面的分析。结果表明,藓羽藻的叶绿体基因组(cpDNA)是一个全长为153,429bp的环形双链DNA,不含反向重复序列,GC含量平均为33.1%且无明显的偏向性。藓羽藻cpDNA共编码111个基因,包括69个蛋白编码基因,5个rRNA基因以及37个tRNA基因,此外还预测到29个长度在300bp以上的ORF。与大多数绿藻的基因组成相同,藓羽藻cpDNA所有的编码基因都是单拷贝。在基因排列方面,藓羽藻cpDNA具有一些保守的基因簇和基因对。在藓羽藻cpDNA的编码基因中,发现有10个基因含有内含子,其中除rrn16基因含有两个内含子外,其余9个基因各含有一个内含子。与其它已测序的绿藻cpDNA相比,藓羽藻cpDNA具有10个特殊的tRNA,其中5个存在于一些有胚植物中,另外5个则仅发现于一些细菌的基因组中。此外,在其它绿藻的cpDNA中,rrn3和rrn7通常缺失,而藓羽藻cpDNA含有完整的5个rRNA基因:rrn23,rrn16,rrn7,rrn5和rrn3,目前仅在C. reinhardtii cpDNA中发现过这套完整的rRNA基因,并且与藓羽藻cpDNA中rRNA基因的排列顺序一致。本课题选取了包括藓羽藻及其近缘藻种、其它藻类和陆生植物在内的31种植物,用这些植物cpDNA基因编码的42个较为保守的蛋白质串联序列构建了系统发育树,以研究它们之间的进化关系。结果表明,植物界明显分为绿色植物和非绿色植物两大类群,而绿色植物又进一步分成绿藻门(chlorophyta)和treptophyta两大类。MP和ML法构建的系统发育树均显示藓羽藻与绿藻纲的4种藻聚成一支,系统发育树所显示的支持率较高的系统发育关系与已发表的基于叶绿体基因组的进化关系研究结果一致。