生物信息學(xué)中多序列比對等算法的研究.pdf

1、大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文生物信息學(xué)中多序列比對等算法的研究姓名：張敏申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：計算機應(yīng)用指導(dǎo)教師：遲忠先20050501和Muscle進(jìn)行了比較研究。比較結(jié)果表明：MSAID顯著地提高了比對的準(zhǔn)確率，特別是對于沒有大量空位插／失的序列比對，其準(zhǔn)確率為最高，分別比Dialign、ClustalW、TCoffee、Prrp和Muscle高229％、95％、91％、66％和28％。對于要求速度的比對應(yīng)用，MSAID一1是一個理想

2、的選擇，其準(zhǔn)確率同ClustalW相比有一定程度的提高(除了包含大量N／C終端擴展序列的第四類參考比對)，同時降低了算法的時間復(fù)雜度。其中：ClustalW和MSAID1的時間復(fù)雜度分別為：O∥2rJOar3jO(NL2)和O(N2L)O圓3)o(Ne)。全基因組系統(tǒng)發(fā)育分析是目前生物信息學(xué)研究熱點之一。但是因為存在基因重組現(xiàn)象，使得基因組難以進(jìn)行全局多序列比對，導(dǎo)致以往常用的基于多序列比對的重構(gòu)系統(tǒng)發(fā)育樹方法很難實現(xiàn)。為此本文根據(jù)三聯(lián)

3、體密碼子簡并性提出一種新的描述DNA序列的密碼子分布向量法，并給出基于信息差異度量計算基因組間進(jìn)化距離方法。在此基礎(chǔ)上提出一個重構(gòu)全基因組系統(tǒng)發(fā)育樹方法FNJ，該方法可以用于解決重構(gòu)全基因組系統(tǒng)發(fā)育分析的需求。本文將該算法應(yīng)用于SARS冠狀病毒與其他冠狀病毒的全基因組比較中，其應(yīng)用結(jié)果表明：該算法能夠有效地重構(gòu)冠狀病毒全基因組的系統(tǒng)發(fā)育樹。本文針對多序列比對算法研究中對創(chuàng)新算法準(zhǔn)確性評估的需求，依托創(chuàng)新算法IPMAS和MSAID為基礎(chǔ)，

4、整合了多種序列比對軟件包，設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于Windows操作系統(tǒng)的生物信息學(xué)多序列比對算法研究及應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了ClustalW、TCoffee和Muscle等國際流行的多序列比對程序，提供了多序列比對基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫BAliBASE，并具有基于BAliBASE參考比對的多序列比對算法準(zhǔn)確性評估功能，能對算法準(zhǔn)確性進(jìn)行比較和分析，同時還提供了序列清洗以及數(shù)據(jù)文件格式轉(zhuǎn)換等輔助功能。該系統(tǒng)不僅可以為多序列比對算法研究人員提供一個測試算