基因組島預(yù)測(cè)與可視化研究.pdf

1、基因組島是一類具有特定結(jié)構(gòu)和功能的大片段DNA的總稱，通過轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合、轉(zhuǎn)化等方式進(jìn)入細(xì)菌中。基因組島具有較為獨(dú)特的堿基組成和功能特點(diǎn)，常常攜帶一些與微生物進(jìn)化和環(huán)境適應(yīng)性相關(guān)的功能基因，如致病性和抗生素耐藥性基因。因此，基因組島識(shí)別分析已經(jīng)成為微生物功能基因組研究中的一項(xiàng)重要研究課題。本文在研究基因組島的基礎(chǔ)上，提出了一種有效的基因組島預(yù)測(cè)算法及基因組島可視化方法，并初步構(gòu)建了綜合性基因組島數(shù)據(jù)庫(kù)。具體安排如下：
　　1、綜述了現(xiàn)

2、有的基因組島預(yù)測(cè)方法，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的差異將其分類，簡(jiǎn)要介紹每類的代表性方法，并討論其優(yōu)缺點(diǎn)，為本文后續(xù)研究奠定理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。
　　2、提出了一種基于多尺度分割的基因組島預(yù)測(cè)算法。該算法并不直接計(jì)算每個(gè)片段的距離或者離散區(qū)間的累計(jì)分?jǐn)?shù)，而是通過大尺度特征挑選，結(jié)合小尺度t檢驗(yàn)量化了序列片段的組成差異;根據(jù)序列特征的差異，采用多尺度分割算法預(yù)測(cè)包含多片段的基因組島;最后，提出了基于馬爾科夫熵和GC含量的邊界識(shí)別算法，精確識(shí)別了預(yù)

3、測(cè)的基因組島。5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較分析表明，相對(duì)于現(xiàn)有的預(yù)測(cè)方法，本文提出的預(yù)測(cè)算法效率更高，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)到基因組島的位置，并且所預(yù)測(cè)的基因組島長(zhǎng)度與實(shí)際更加接近。
　　3、提出了一種基因組島可視化方法。對(duì)于預(yù)測(cè)的基因組島數(shù)據(jù)，本文采用D3.js技術(shù)設(shè)計(jì)了更加直觀的動(dòng)態(tài)展示方法。同時(shí)，本文還開發(fā)了一個(gè)基于圖形界面的預(yù)測(cè)軟件，搭建了一個(gè)基于Web服務(wù)的在線分析平臺(tái)，切實(shí)滿足了不同用戶的使用需求。
　　4、為了方便基因組島的全