中文摘要：

耐辐射奇球菌是迄今为止发现的最具辐射抗性的生物，目前主要将其辐射抗性归因于高效的DNA修复体系、氧化胁迫产生的蛋白和类胡萝卜素等。近年来发现非编码小RNA（sRNA）在细菌等原核生物中广泛存在，sRNA的主要功能是调控其基因表达，同时在环境胁迫响应等方面也具调控作用。预测发现在耐辐射奇球菌R1基因组的非编码区中存在28个非编码RNA 家族，但尚未对其实验验证和相关功能进行研究，更未从sRNA的角度对其辐射抗性进行研究。本项目拟以耐辐射奇球菌中的sRNA为研究对象，利用深度测序等技术发现耐辐射奇球菌中与辐射抗性相关的关键sRNA；同时预测和验证sRNA的靶标mRNA，明确sRNA与耐辐射奇球菌辐射抗性间的关系，初步阐明sRNA在耐辐射奇球菌DNA损伤修复机制的作用，为进一步研究其DNA损伤与修复分子机制提供依据。并建立耐辐射奇球菌sRNA研究的相关技术体系，为后续研究奠定基础。

结论摘要：

耐辐射动球菌是一种从核污染环境中分离出来的可在？射线、强碱、高盐、干旱等严酷环境中存活的革兰氏阳性菌。小片段非编码RNA（small noncoding RNA，sRNA）是一类不编码蛋白的调控RNA分子，主要通过与靶基因的mRNA通过互补配对的方式结合，影响mRNA的稳定性和继续翻译的能力，从而调控基因的表达。在辐射、干旱等极端条件下sRNA能调控相关基因的表达或抑制，从而适应环境的变化。对耐辐射动球菌耐辐射抗性相关sRNA的研究，可以进一步了解耐辐射动球菌的耐辐射机制。利用深度测序技术对K. radiotolerans未处理组（Wild-type Sample，WS）和4.5 kGy辐照剂量处理组（Radiation-induced Sample，RS）的转录组进行测序，利用TopHat软件将有效测序读数与K. radiotolerans全基因组进行匹配，用DEGseq软件计算并分析两个样本中各基因的标准表达量（FPKM值）及表达差异性，以筛选出差异表达基因。利用cuffdiff软件对差异表达基因进行COG功能聚类分析，得到与辐射抗性相关的差异表达基因并通过qRT-PCR进行验证。结果显示WS和RS转录组原始总测序读数分别为28,508,412和36,145,816，进行质量预处理后分别获得有效测序读数为23,357,920和29,611,930。去除rRNA之后的有效reads数与基因组进行匹配，匹配率分别为86.15%和89.13%，符合测序的可靠性要求。通过差异表达分析得出RS样本相对于WS样本而言，显著上调和下调表达的基因数分别为80个和63个，COG功能聚类分析表明有20个与辐射抗性相关的差异表达基因，且均上调，qRT-PCR验证为阳性；其中与DNA修复途径相关的有recA基因、ruvA基因和ruvB基因，与ROS途径相关的有katA基因。同时对转录组中长度介于100~500 bp之间的序列进行了生物信息学分析，从两组样品中发现217个共有的候选sRNA，其中有43个sRNA的表达发生变化，包括28个表达上调的sRNA和15个表达下调的sRNA。对表达下调sRNA的靶基因进行了预测，其中12个sRNA可能调控和辐射抗性相关的转录调节与DNA修复有关的基因。本研究为揭示K. radiotolerans的代谢途径及辐射抗性的作用机理奠定了基础。