随着全基因组测序物种越来越多,植物功能基因组学研究也越来越便利。系统生物学将大规模组学分析与实验验证结合起来对植物功能基因组进行研究,其研究思路已被证明是行之有效的。本研究大体分为两部分工作：第一部分工作主要是利用系统生物学的研究思路对拟南芥黑暗诱导的叶片衰老过程的分子机制进行了研究；第二部分工作则是构建了一个玉米转录组数据分析平台,以期为后续功能基因的研究提供支持。叶片衰老是植物生长和适应环境的必需过程,是一个主动的应答过程。叶片衰老可以被诸如干旱、黑暗、病虫害等各种环境信号及各种外源的植物激素所引发。黑暗诱导的叶片衰老因具有个体与基因型之间的同步性,因此,被做为模型应用到很多叶片衰老的研究中,然而其具体的调控机制仍不清楚。我们通过叶片衰老相关表达谱数据的挖掘发现JAZ家族基因在黑暗处理后发生了显著的变化,通过进一步的表型实验,发现JAZ家族的不同成员的表型并不一致,我们选取衰老表型最为明显的JAZ7基因进行深入的研究。实验结果发现在黑暗处理后,jaz7突变体中叶片率先变黄,叶绿素降解加快且积累了最多的H202,进一步的转基因植株表型实验显示,jaz7突变体的恢复株系35S::JAZ7/jaz7可以部分恢复因JAZ7基因缺失引起的衰老表型,而过表达植株35S::JAZ7/WT却表现出延迟衰老的表型,这些实验结果都为JAZ7基因在衰老过程中的作用提供了坚实的证据。COI1及MYC2都被认为是JAZ7蛋白的遗传互作因子,且已有实验证据证明JAZ7与MYC2有直接的物理互作。为了阐明JAZ7参与的具体的信号传递机制,我们构建了JAZ7基因与COI1及MYC2的双突变体。jaz7×coil及jaz7×myc2双突变体都可以部分恢复jaz7突变体的早衰表型,说明JAZ7参与了C0I1-JAZ-MYC2的信号传递过程。那么,MYC2下游的调控基因是什么?JAZ7到底在其中发挥了什么样的作用?为了寻找这些问题的答案并探索其背后的调控机制,我们利用ATH1拟南芥芯片及LTOXL线性离子阱液质联用仪(LC-MS/MS)分别在转录水平和蛋白水平对突变体和野生型差异表达的基因进行了分析。分析结果找到了一些可能的MYC2下游的调控基因,并显示在jaz7突变体与野生型中存在明显差异表达的基因功能集中在不同的生物学过程中,如在jaz7突变体中高表达的基因主要集中在泛素化、细胞内大分子物质的代谢等过程,而在野生型中高表达的基因主要富集在光合作用及氧化还原等过程。因此,我们推测JAZ7基因通过影响这些功能基因进而影响相应的生物学过程来介导黑暗诱导的叶片衰老过程。本研究的第二部分工作是初步构建了玉米转录组学数据分析平台。随着高通量技术的迅速发展,越来越多的科学家利用表达谱或高通量测序技术对玉米转录组学进行研究。大量的转录组学数据为玉米功能基因的挖掘提供了丰富的数据基础,如果能以一个更有效的方法对这些数据进行分析,将会为玉米的功能基因研究提供全新的视角。目前,除了常规玉米品种转录组测序外,还有一些其它物种与玉米构建的混合基因组材料的测序数据,如何系统的对这些数据进行分析,进而深入挖掘基因的具体功能,是摆在分析者面前的困难之一。为了更好的挖掘玉米转录组学的数据,我们构建了一个分析平台,将高通量测序数据的分析流程化,并将结果可视化,同时开发了一些实用的工具,如顺式作用元件的显著性分析、玉米基因互作网络及代谢途径(以油脂代谢为例)的展示等。我们期望利用此分析平台能对转录组数据尤其是高通量测序数据进行深度的挖掘分析。在分析工作中,我们还对混合基因组测序数据的分析做了探索,并总结出了一套非常有效的方法,希望此方法对其它混合基因组品种的测序数据分析提供启发。本文第一部分工作利用系统生物学的方法对JAZ7基因参与的黑暗诱导叶片衰老的调控机制进行了探索；第二部分工作则初步构建了一个玉米转录组学数据的分析平台。通过这两部分工作的研究,我们希望可以为功能基因的深入研究及组学数据的分析提供可借鉴的思路。