基于改進(jìn)的QUARTET方法的系統(tǒng)發(fā)生分析研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)代分子進(jìn)化研究中，根據(jù)現(xiàn)有生物基因或物種多樣性來重建生物的進(jìn)化史是一個(gè)非常重要的問題。系統(tǒng)發(fā)生是指生物形成或進(jìn)化的歷史。其主要的研究對象是進(jìn)化關(guān)系，系統(tǒng)發(fā)生分析就是要推斷或者評估這些進(jìn)化關(guān)系。通過系統(tǒng)發(fā)生分析所推斷出來的進(jìn)化關(guān)系一般用分支圖表(進(jìn)化樹)來描述。進(jìn)化樹描述的同一譜系的進(jìn)化關(guān)系包括了分子進(jìn)化、物種進(jìn)化以及分子進(jìn)化和物種進(jìn)化的綜合。 本文以介紹系統(tǒng)發(fā)生學(xué)原理為開篇，詳細(xì)的討論了系統(tǒng)發(fā)生學(xué)所涉及的重要主題。這些主題包

2、含了進(jìn)化模型選取，構(gòu)造系統(tǒng)發(fā)生樹，評估系統(tǒng)發(fā)生樹。接續(xù)這些內(nèi)容，本論文將重心放在改進(jìn)后的Quartet方法介紹，此方法通過計(jì)算Quartet的序列進(jìn)化模型，來改良Quartet方法中對Quartet選取的判斷和組合。 進(jìn)化模型一般包含有兩個(gè)組成部分：系統(tǒng)分支模型和基因序列進(jìn)化模型即核苷酸取代模型。系統(tǒng)分支模型主要是描述種系或者序列建立和缺失的過程，采用系統(tǒng)發(fā)生樹來闡述系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系；核苷酸取代模型描述的是基于序列點(diǎn)突變的統(tǒng)計(jì)模型。

3、本文詳細(xì)的描述了主要的進(jìn)化模型，還進(jìn)一步探討了各種進(jìn)化模型之間的關(guān)系。 在本文的后半部分詳細(xì)介紹了系統(tǒng)發(fā)生分析中的Quartet族系方法。Quartet族系方法是基于觀察quartet集合來描述系統(tǒng)的一種混合的分而治之的方法。它的主要過程是將問題分解為多個(gè)小的重疊集合，對這些小的獨(dú)立集合進(jìn)行解決，然后再最優(yōu)化的合并獨(dú)立集合，從而將問題解決。Quartet方法的第一步；Quartet inference集合推理過程(QI)：對于包

4、含有n個(gè)序列對象的數(shù)據(jù)集s我們推導(dǎo)出所有的(n/4)個(gè)quartet拓?fù)?。任何已知的?jīng)典系統(tǒng)發(fā)生方法都可以用來求解quartet拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；第二步：系統(tǒng)發(fā)生樹推理過程(TI)：在這一階段，QI中quartet的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被重新調(diào)配，從而得到一個(gè)未知進(jìn)化樹T'的估值T，這里進(jìn)化樹T'模仿了S中序列真實(shí)的歷史演變過程。 在對Quartet族系方法進(jìn)行詳細(xì)介紹后，本文將描述基于Quartet Puzzle的改良系統(tǒng)發(fā)生分析算法的實(shí)現(xiàn)，在Q