研究背景:随着多基因组测序计划的完成,现在科学家们研究的重点逐渐转向了探讨基因功能以及它们之间相互调控网络关系的研究。近几年发展起来的基因芯片技术为我们进行大规模、平行的基因实验提供了重要的手段。作为一种高通量的测量方法,基因芯片技术可以在大规模的基因组甚至全基因组水平上同时检测基因的表达情况。在生物的发展过程中,由于基因的表达不是孤立地进行的,而是要受到其它基因的调控,这种相互促进或相互制约的调控关系构成了一个复杂的基因表达调控网络。因此,要认识生命的本质,必须从整体出发,探索基因之间相互调控网络关系。本研究基于基因表达数据,针对小脑组织发育过程中基因的调控网络关系,从数学模型的角度出发,描述基因之间的调控关系。方法:首先,根据GO数据库选择了在7个时间点上均有表达的40个与小脑组织发育过程相关的基因。然后,从生物种群系统动力学的角度出发,采用Lotka-Volterra方程建立基因之间的调控关系网络。最后,通过求解方程,得到了每个基因表达的内禀增长率和所选基因之间的调控矩阵,并进行了图像可视化研究。结果:利用Lotka-Volterra方程最终得到了每个基因表达的内禀增长率和所选基因之间的调控矩阵,并进行了图像可视化描述。结论:生物种群系统动力学思想能够合理地描述基因之间的调控关系,其结果符合生物学实际,并为进一步的生物学实验提供了依据。