题目：拟南芥和玉米lncRNAs的比较基因组分析

长链非编码RNA（Long noncoding RNAs, lncRNAs）是一类新型的RNA分子，其长度一般大于200nt，并且缺乏编码能力。长链非编码RNA可以在转录和转录后水平调节基因的表达，它们可作为信号分子、诱饵分子、引导分子和支架分子来发挥其对靶基因的调控作用。植物中长链非编码RNA在各种生物过程中都发挥重要作用，尤其是参与到植物生殖发育和胁迫响应过程中。随着高通量测序技术的快速发展，越来越多植物中的lncRNAs已经或者正在被发现。然而，目前的研究大多集中在lncRNAs的初步鉴定和功能方面，尚未见关于植物lncRNAs基因自身的转录调控研究。

拟南芥（双子叶植物）和玉米（单子叶植物）作为科学研究的模式生物，目前已经在其生理、生化、遗传发育、基因组和转录组，甚至于lncRNAs方面积累了大量的数据，这为我们在拟南芥和玉米中进行lncRNAs的系统分析提供了可能。本文拟站在基因组学和比较基因组学的角度，对拟南芥和玉米中的lncRNAs，利用序列和保守性、多态性和进化，以及lncRNAs的上游启动子等分析手段，来揭示lncRNAs的转录调控和分子进化机制。我们的研究结果表明：

1. 序列特征结果表明拟南芥和玉米lncRNAs的长度分布并不集中，碱基组成和GC含量也明显不同；

2. 拟南芥2708条和玉米668条lncRNAs中只有75对lncRNAs中的十几个碱基匹配；进一步分析拟南芥亲缘关系较近的5个物种，只有30条lncRNAs是5个物种共有的，共有的lncRNAs比对结果表明lncRNAs的全局保守性较差，但部分区段保守性高；

3. 通过全长cDNA法我们仅预测了拟南芥和玉米中14和38条lncRNAs的转录起始位点。利用两个物种lncRNAs上游区域的GC-skew，在拟南芥和玉米中分别预测出2356和660条lncRNAs的转录起始位点；

利用PlantCARE在拟南芥和玉米lncRNAs上游分别找到159和146种顺式作用元件，两物种顺式作用元件差异性很小。

4. 30条保守性较高的lncRNAs可以分为29类，构建其进化树，结果表明亲缘关系较近的物种lncRNAs的同源性也不高，lncRNAs的进化速度较快。

结论：拟南芥和玉米中的lncRNAs序列特征分析表明，物种间lncRNAs的保守性很差。即使把2708条拟南芥lncRNAs与其亲缘关系较近的5个物种进行比较，其保守性也是较低的，只有30条lncRNAs是5个物种共有的（占11.1%）。启动子分析结果表明，拟南芥和玉米共有的顺式作用元件有146个，它们包括环境胁迫相关顺式元件、激素响应相关元件、光循环相关元件、发育相关元件、核心启动子相关元件、位点结合相关元件、其他元件以及未知功能元件八种，主要参与昼夜节律生物钟、与环境的相互作用、胁迫响应、通过激素调节植物的生长和发育等生物学过程。我们的研究结果为今后利用实验手段验证lncRNAs基因自身的转录调控和功能提供了很好的参考。