Details

Title: Моделирование генной сети, ответственной за инициацию цветения у гороха: выпускная квалификационная работа магистра: направление 03.04.02 «Физика» ; образовательная программа 03.04.02_02 «Биофизика»
Creators: Павлинова Полина Андреевна
Scientific adviser: Гурский Виталий Валериевич; Сергеев Владимир Ремирович
Other creators: Каасик Владимир Паулович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций
Imprint: Санкт-Петербург, 2020
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: бобовые; горох; генная сеть; инициация цветения; фотопериод; дифференциальные уравнения; линейная регрессия; нейронная сеть; bean; pea; gene network; flowering initiation; photo period; differential equations; linear regression; neural network
Document type: Master graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Level of education: Master
Speciality code (FGOS): 03.04.02
Speciality group (FGOS): 030000 - Физика и астрономия
Links: Отзыв руководителя; Рецензия; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2020/vr/vr20-1596
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Record key: ru\spstu\vkr\8298

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Целью исследования являлся количественный анализ генной сети перехода к цветению у гороха (Pisum sativum) путем применения различных методов моделирования к данным по экспрессии генов. В работе сформулированы несколько математических моделей, основанных на предложенной ранее схеме генной регуляции инициации цветения гороха. В качестве методов моделирования использовались дифференциальные уравнения, метод линейной регрессии и нейронные сети. Модели верифицировались на экспериментальных данных по динамической экспрессии основных генов в диком типе и в трех мутантных генотипах. Были протестированы несколько гипотез о возможных альтернативных регуляторных взаимодействиях между генами. В результате анализа моделей были сделаны выводы о функциональности предложенных ранее взаимодействий в генной сети и о влиянии различных условий выращивания на архитектуру сети. Показано, что регуляция генов PIM, FTa1 и FTc в горохе не соответствует предложенным ранее гипотезам. Выдвинута гипотеза о том, что условия короткого и длинного дня в ходе выращивания гороха характеризуются разной архитектурой генной сети перехода к цветению. Показано, что для адекватного учета гомологов цветочного репрессора TFL1 необходима пространственная информация в данных и моделях. Полученные результаты могут быть использованы для планирования новых экспериментов и создания более точных моделей в области исследования инициации цветения у гороха и, в более широком контексте, у бобовых.

The main goal of the study was a quantitative analysis of the gene network of the flowering initiation in pea (Pisum sativum) by applying various modeling methods to gene expression data. In the paper has been formulated several mathematical models based on the previously proposed scheme of gene regulation of the initiation of flowering in pea. As modeling methods, differential equations, linear regression method and neural networks were used. Models were verified using experimental the dynamic expression data of major genes in the wild type of pea and in three mutant genotypes. Several hypotheses about possible alternative regulatory interactions between genes have been tested. The analysis led to conclusions on the functionality of the early described interactions in the gene network and the influence of various growing conditions on the network architecture. It was shown that the regulation of the PIM, FTa1, and FTc genes in pea does not correspond to the previously proposed hypotheses. It has been hypothesized that the short- and long-day conditions during pea cultivation are characterized by different architecture of the gene network controlling transition to flowering. Spatial information in data and models has been required to adequately account for flower repressor TFL1 homologues. The results can be used to plan new experiments and create more accurate models in the field of studying the initiation of flowering in pea and, in a wider context, in legumes.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
External organizations N2 All Read
External organizations N1 All
Internet Authorized users SPbPU Read Print Download
Internet Authorized users (not from SPbPU, N2) Read
Internet Authorized users (not from SPbPU, N1)
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 3
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics