1. 研究目的与意义
本课题是一个比较基因组学，比较基因组学（comparativegenomics）：在基因组图谱和序列分析的基础上，对已知基因和基因的结构进行比较，了解基因的功能、表达调控机制和物种进化过程的学科。
比较基因组学的基础是相关生物基因组的相似性。两种具有较近共同祖先的生物，它们之间具有种属差别的基因组是由祖先基因组进化而来，两种生物在进化的阶段上越接近，它们的基因组相关性就越高。如果生物之间存在很近的亲缘关系，那么它们的基因组就会表现出同线性(synteny)，即基因序列的部分或全部保守。这样就可以利用模基因组之间编码顺序上和结构上的同源性，通过已知基因组的作图信息定位另外基因组中的基因，从而揭示基因潜在的功能、阐明物种进化关系及基因组的内在结构。
林木基因组完成测序的物种还不多，这与林木在自然界中所起的作用及所占的地位极不相称，在全基因组层次开展的林木基因组研究才刚刚开始，林业工作者还任重道远。林木大多数世代周期较长，就模式树种杨树来说也需要5-6年才能完成一个世代，且多为高大乔木，操作困难，给研究带来很大的阻碍，这是林木遗传学研究的一个瓶颈。要想解除这个瓶颈，从研究材料的选择入手最为直接有效，而簸箕柳有可能是最佳选择。其优势如下:(1)簸箕柳的世代周期很短，只有1年;(2)个体较小(丛生，枝条长约1-4m)，所占空间小，易于操作，取材方便;(3)簸箕柳对环境条件要求不高，易于栽培管理;(4)雌雄异株，虫媒花，种内种间杂交容易，种子结实量大(每个果序的结实量为200-1000粒)，这为后代的遗传性状分析提供了足够的群体，也很容易扩增所需的种子库;(5)种子量大且种子体积小，是理想的诱变实验材料;(6)无性繁殖容易，可长久保存基因资源并有利于数量遗传和分子遗传参数的估算;(7)易组织培养，便于外源基因转化研究。此外，作为杨树的近缘种，柳树与杨树具有相似的遗传学特点，如二倍体都具有相同的染色体数目(2n=2x=38)，基因组大小相似(约500mb)，因此便于林木比较基因组学研究，对于揭示林木基因组的结构和功能具有重要作用。可见，簸箕柳是林木遗传学研究的理想材料。
2. 国内外研究现状分析
南京林业大学学者完成了簸箕柳的全基因组测序，这为解码木本植物基因组奥秘提供了一个更为理想的研究体系，同时对拟南芥的基因研究与簸箕柳很相似，有很多学者对拟南芥的基因调控网络进行了研究，并得到其基因网络。
拟南芥是一种模式生物，作为模式生物必备的条件：必须容易培养，成本低廉，繁殖周期短，并能在短时间内产生大量的后代；满足研究分析的需求；十分方便地取得种内的遗传变异体；已经过长期研究取得该物种的丰富背景信息，拟南芥满足这些条件，并且研究发现拟南芥基因组的测序和分析的结果，将对其他有花植物基因组和分子遗传学研究起到促进作用，而这也正是将拟南芥作为模式植物的重要原因，也是将簸箕柳与其对比来预测出它的基因调控网络的原因。
3. 研究的基本内容与计划
1、研究内容
本设计主要是通过比较拟南芥和簸箕柳的基因组，来预测出簸箕柳的基因调控网络，首先通过比对软件：blast，将拟南芥和簸箕柳进行对比，得到数据后，再通过网络绘制软件：cytoscape，将预测出的簸箕柳的基因调控网络进行绘制。用java在整个设计中编写一个小的插件来完善整个设计，使得整个设计巧妙的将生物学与计算机学进行结合。
2.研究计划
4. 研究创新点
本题选题较为新颖，难度较大，需要一定的生物学知识，并将其与计算机知识相结合进行研究，对理论分析能力有一定的要求，并且先前从未有过对簸箕柳的基因调控序列进行研究，整体来说此研究课题比较新颖。
