| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 引言 | 第9-10页 |
| 第1章 文献综述 | 第10-28页 |
| 1.1 系统生物学 | 第10-11页 |
| 1.2 生物信息学 | 第11-12页 |
| 1.3 基于约束的生物代谢网络模型 | 第12-15页 |
| 1.3.1 生物代谢网络模型简介 | 第12-13页 |
| 1.3.2 全基因组代谢网络的模拟原理和算法 | 第13-15页 |
| 1.4 代谢网络模型的应用 | 第15-18页 |
| 1.4.1 高通量数据的网络化研究 | 第15-16页 |
| 1.4.2 指导代谢工程 | 第16-17页 |
| 1.4.3 指导假说-驱动的发现 | 第17页 |
| 1.4.4 多物种的关系探索 | 第17-18页 |
| 1.4.5 网络性能的发现 | 第18页 |
| 1.5 生物代谢网络构建发展现状 | 第18-22页 |
| 1.6 红球菌（RhodococcusOpacus）PD630研究背景 | 第22-25页 |
| 1.6.1 红球菌属(Rhodococcus genus)介绍 | 第22-23页 |
| 1.6.2 红球菌（Rhodococcus Opacus）PD630介绍 | 第23-24页 |
| 1.6.3 PD630的全基因组信息 | 第24-25页 |
| 1.7 课题研究内容和意义 | 第25-28页 |
| 第2章 PD630全基因组代谢网络的构建 | 第28-55页 |
| 2.1 PD630全基因组注释 | 第28-31页 |
| 2.1.1 KEGG数据库KOALA注释 | 第29页 |
| 2.1.2 SEED数据库RAST注释 | 第29-31页 |
| 2.2 原始数据的提取和初等网络的构建 | 第31-33页 |
| 2.3 初等网络的人工精炼 | 第33-46页 |
| 2.3.1 代谢反应的预处理 | 第33-34页 |
| 2.3.2 代谢反应与代谢物的命名原则 | 第34页 |
| 2.3.3 反应方向的确定 | 第34-35页 |
| 2.3.4 基因和代谢反应区室的划分 | 第35-40页 |
| 2.3.5 代谢反应的补充添加 | 第40-42页 |
| 2.3.6 代谢物电荷和代谢反应化学计量矩阵 | 第42-44页 |
| 2.3.7 基因-蛋白-反应（GPR）关系的确定 | 第44页 |
| 2.3.8 Gap的分析与填补 | 第44-45页 |
| 2.3.9 GAM和NGAM的确定 | 第45页 |
| 2.3.10 置信指数等其他信息的填充 | 第45-46页 |
| 2.4 生物质组分和生物质方程的确定 | 第46-55页 |
| 2.4.1 细胞生物质总含量 | 第46-47页 |
| 2.4.2 蛋白质的组成 | 第47-48页 |
| 2.4.3 遗传物质的组成 | 第48-49页 |
| 2.4.4 磷脂的组成 | 第49-50页 |
| 2.4.5 小分子的组分 | 第50-51页 |
| 2.4.6 细胞壁组分 | 第51页 |
| 2.4.7 蜡酯（WE）和聚羟基脂肪酸酯（PHA）的组分 | 第51-52页 |
| 2.4.8 甘油三酯（TAG）组分 | 第52-53页 |
| 2.4.9 生物质方程 | 第53-55页 |
| 第3章 PD630代谢网络模拟环境及模型校正 | 第55-61页 |
| 3.1 软件的配置 | 第55-56页 |
| 3.2 工具箱和求解器的安装 | 第56页 |
| 3.2.1 Cobra工具箱的下载与安装 | 第56页 |
| 3.2.2 线性规划解答器的下载与安装 | 第56页 |
| 3.2.3 SBML工具箱的下载与安装 | 第56页 |
| 3.3 网络调试和模拟所需函数 | 第56-59页 |
| 3.3.1 Cobra工具箱初始化和求解器的选择 | 第56-57页 |
| 3.3.2 模型的读取 | 第57页 |
| 3.3.3 模型调试的相关函数 | 第57-58页 |
| 3.3.4 模型模拟的相关函数 | 第58-59页 |
| 3.4 网络的评估与校正 | 第59-61页 |
| 3.4.1 网络评估原理与意义 | 第59页 |
| 3.4.2 网络的校正方法 | 第59-60页 |
| 3.4.3 PD630代谢网络最大比生长速率模拟结果 | 第60-61页 |
| 第4章 PD630代谢网络模拟与分析 | 第61-81页 |
| 4.1 PD630代谢网络信息 | 第61页 |
| 4.2 鲁棒性分析 | 第61-66页 |
| 4.2.1 氧气吸收速率对生长的影响 | 第61-62页 |
| 4.2.2 葡萄糖吸收速率对生长的影响 | 第62-63页 |
| 4.2.3 铵盐吸收速率对生长的影响 | 第63-64页 |
| 4.2.4 硫酸盐吸收速率对生长的影响 | 第64-65页 |
| 4.2.5 氢离子流通速率对生长的影响 | 第65-66页 |
| 4.3 表型相平面分析 | 第66-69页 |
| 4.3.1 葡萄糖和氧气对菌体生长的表型相平面分析 | 第66-67页 |
| 4.3.2 葡萄糖和铵盐对菌体生长的表型相平面分析 | 第67-68页 |
| 4.3.3 葡萄糖和硫酸盐对菌体生长的表型相平面分析 | 第68-69页 |
| 4.4 脂肪酸产量的预测 | 第69-71页 |
| 4.5 TAG积累的预测 | 第71-72页 |
| 4.6 副产物的预测 | 第72-74页 |
| 4.7 辅因子化合物的预测 | 第74页 |
| 4.8 代谢流分析 | 第74-75页 |
| 4.9 模拟代谢工程利用木糖 | 第75-77页 |
| 4.10 基因必需性的模拟与分析 | 第77-81页 |
| 4.10.1 单基因敲除分析 | 第77-79页 |
| 4.10.2 双基因敲除分析 | 第79-81页 |
| 第5章 结论与展望 | 第81-83页 |
| 5.1 结论 | 第81-82页 |
| 5.2 展望 | 第82-83页 |
| 参考文献 | 第83-91页 |
| 附录A PD630代谢网络部分内容图示 | 第91-92页 |
| 致谢 | 第92页 |
