随着全基因组高通量测序工作的完成,人们已经获得了大量的基因序列信息,通过对基因序列分析发现整个基因序列的绝大部分都是非编码序列。这些非编码序列对真核生物基因表达及调控的复杂性和完善性极为重要。内含子作为一类特别的非编码RNA（non-coding RNA,nc RNA）与编码序列一起转录,转录共剪接形成成熟mRNA后,内含子与mRNA脱离。剪切后的内含子具有复杂多样的生物学功能。前期研究表明,内含子与相应mRNA序列之间存在相互作用,对基因表达发挥重要意义。基于这一思路,本论文主要采用改进的Smith-Waterman局域比对方法,研究了不同表达水平基因内含子在mRNA序列及功能位点区域的分布规律,并对二者相互作用机制进行了较为详实的探讨。主要研究结果如下:（1）内含子在前体mRNA中普遍存在,它们能够调控基因的表达。我们主要研究了线虫不同表达水平基因内含子与mRNA序列之间的匹配特征。所有基因内含子在mRNA序列上的相对匹配频率分布恰好位于高表达基因和低表达基因之间,表明高表达基因和低表达基因中的内含子可能分别扮演着不同的角色。高表达基因内含子序列与mRNA序列的匹配强度高于低表达基因,尤其在低GC匹配片段3’UTR区的相对匹配频率差异显著。不同表达水平基因内含子在编码序列上存在多个匹配的偏好区域和非偏好区域,尤其在高表达基因中显著。在高表达基因和低表达基因的翻译起始位点和翻译终止位点附近功能区,相对匹配频率分布存在明显差异。含有Cp G岛的mRNA序列相对匹配频率高于无Cp G岛的序列,尤其在高表达基因的3’UTR区显著。此外,我们还发现最佳匹配片段的序列特征与mi RNA功能类似,属于新的一类RNA功能片段。不同表达基因的内含子有助于识别翻译起始位点和翻译终止位点。（2）在真核生物中,外显子连接复合体（Exon junction complex,EJC）在mRNA中外显子-外显子连接上游的特定位置剪接后组装。基于对线虫高表达基因和低表达基因中外显子连接序列与相应内含子序列之间最佳匹配片段的分析。本研究得出最佳匹配片段在高GC含量、高CG二核苷含量和高Cp G含量三种情况下,低表达基因长内含子更易于结合EJC蛋白。同时,最佳匹配片段只有在高Cp G含量中,低表达基因高密度内含子与EJC结合才最显著。然而,在只包含一个CG二核苷和中Cp G含量中,高表达基因的长内含子更易于结合其它蛋白。结果表明高表达基因和低表达基因内含子序列、结合蛋白和编码序列分别形成各自相互作用网络,它们之间都存在相互竞争和相互协作的关系,通过相互作用共同完成基因表达的调控。高表达基因和低表达基因内含子与外显子连接序列相互作用可能为我们提供一个有效预测EJC结合区域和其它蛋白区域的方法。（3）以8种模式生物的高表达基因和低表达基因作为研究对象,探讨各物种不同表达基因内含子在mRNA序列上相对匹配频率的分布。所有物种在mRNA序列上的相对匹配频率分布呈现高度的普适性,内含子与UTR区的匹配强度远远高于编码区。高表达基因内含子在UTR区的相对匹配频率分布高于低表达基因,特别是线虫在3’UTR区相对匹配频率差异显著,而拟南芥在5’UTR区相对匹配频率差异显著。所有物种在低GC片段下,内含子在UTR区匹配强度最高,而在CDS区匹配强度最低。脊椎动物和植物在高GC片段下,高表达基因内含子在5’UTR区匹配强度显著高于低表达基因。高表达基因内含子与UTR序列之间有较强的相互作用,进而推测通过它们之间的相互作用可以达到基因调控的目的,才能使内含子与UTR这两类序列进化具有趋同性,这种趋同性在高表达基因中更显著。高表达基因和低表达基因内含子与mRNA序列之间潜在的匹配关系存在显著的差异,我们的结果暗示它们之间的匹配强度与内含子增强基因表达能力相关。（4）分析了高表达基因和低表达基因最佳匹配片段的序列特征。最佳匹配片段的配对率分布遵循普适性规律,主要分布在55%～90%之间,这也反映了配对率的保守性。高表达基因最可几长度比低表达基因长,脊椎动物最可几长度比其他两类物种长。信息熵结果暗示高表达基因相邻碱基之间的关联更强或序列的结构序更强。大部分物种高表达基因GC含量的峰值都高于低表达基因。最佳匹配片段GC含量分布的范围最广,其中脊椎动物最佳匹配片段的分布比其他两类物种范围广。我们推测最佳匹配片段属于第三类功能RNA片段,高表达基因和低表达基因这类RNA片段分别执行不同的生物功能。