基于圖形表示的DNA序列聚類(lèi)與可靠性分析改進(jìn).pdf

1、浙江理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得浙江理工大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：孑【j＼應(yīng)、簽字日期：砂11年≥月1弓日浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于圖形表示的DNA序列聚

2、類(lèi)與可靠性分析改進(jìn)摘要生物序列的圖形表達(dá)由于具有較好的可視化描述、局部信息表達(dá)等特點(diǎn)，已經(jīng)成為研究生物序列的一種重要手段。利用圖形表達(dá)生物序列并結(jié)合聚類(lèi)分析可以有效地研究序列間的進(jìn)化聯(lián)系。然而，如何構(gòu)造更有效的圖形表達(dá)，更準(zhǔn)確地評(píng)估聚類(lèi)可靠性仍然是一個(gè)問(wèn)題。本文主要對(duì)圖形表達(dá)以及聚類(lèi)可靠性評(píng)估方法進(jìn)行研究，具體內(nèi)容如下：1論文構(gòu)造了一條基于H曲線(xiàn)的簡(jiǎn)化DNA序列空間曲線(xiàn)。對(duì)于較長(zhǎng)的DNA序列圖形表示，該方法不會(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)離中心線(xiàn)的現(xiàn)象，也避

3、免了重疊和交叉的問(wèn)題，表示方便并且理解直觀(guān)，方便于幾何特征分析。2在簡(jiǎn)化空間曲線(xiàn)的基礎(chǔ)上，論文利用曲線(xiàn)的幾何特征(曲率和撓率估算)構(gòu)造DNA序列的特征描述。通過(guò)序列間的改進(jìn)距離測(cè)度方法計(jì)算構(gòu)造距離矩陣，并基于構(gòu)造的距離矩陣進(jìn)行聚類(lèi)分析和構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)以顯示聚類(lèi)結(jié)果。3Bootstrap方法直接應(yīng)用在生物學(xué)中有兩個(gè)缺點(diǎn)。其一，它不顧生物漸進(jìn)進(jìn)化的事實(shí)，假設(shè)每個(gè)樣本是等可能的；其二，它忽略了一條DNA序列中堿基的相關(guān)性，假設(shè)堿基之間是相互獨(dú)

4、立的。在Bootstrap的基礎(chǔ)上，論文提出了一種評(píng)估DNA序列聚類(lèi)可靠性的改進(jìn)方法。該方法首先按照一定比例隨機(jī)抽取原始DNA序列的部分堿基，然后對(duì)抽取的每個(gè)堿基利用遺傳算法進(jìn)行替換。論文使用改進(jìn)方法對(duì)聚類(lèi)構(gòu)建的進(jìn)化樹(shù)進(jìn)行可靠性評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)可靠性評(píng)估的準(zhǔn)確率得到了提高，表明該方法可行、有效。論文使用提出的圖形表示方法及改進(jìn)測(cè)度方法構(gòu)造距離矩陣，用改進(jìn)可靠性評(píng)估方法對(duì)基于上述矩陣的聚類(lèi)結(jié)果進(jìn)行了評(píng)估，同時(shí)也對(duì)比了使用其他相關(guān)方法得到