产甲烷常温古细菌和嗜热古细菌代谢网络拓扑结构与功能间的关联性研究

根据从KEGG数据库获得的产甲烷的常温古细菌Methanosarcina acetivorans(MAC)和嗜热古细菌Methanopyrus kandleri(MKA)的代谢网络,通过不同的网络属性特征的比较,发现常温古细菌MAC的代谢网络比嗜热古细菌MKA有更长的平均路径长度,更大的直径,这表明常温古细菌MAC的总体结构是相对低密度、松散的网络结构.同时为了从系统水平上分析这些特征蕴含的功能意义,采用了Grivan和Newman提出的模块算法(简称GN算法)分析这两个生物体的功能模块,并将所得的结果与KEGG数据库中的途径信息进行比较研究,发现大部分模块对应2~4个KEGG途径,表明这些网络模块均具有一定功能意义.     

基于CART算法的肺癌微阵列数据的分类

基因芯片技术是基因组学中的重要研究工具。而基因芯片数据( 微阵列数据) 往往是高维的,使得降维成为微阵列数据分析中的一个必要步骤。本文对美国哈佛医学院 G. J. Gordon 等人提供的肺癌微阵列数据进行分析。通过 t- test,Wilcoxon 秩和检测分别提取微阵列数据特征属性,后根据 CART( Classification and Regression Tree) 算法,以 Gini 差异性指标作为误差函数,用提取的特征属性广延的构造分类树; 再进行剪枝找到最优规模的树,目的是提高树的泛化性能使得能很好适应新的预测数据。实验证明: 该方法对肺癌微阵列数据分类识别率达到 96% 以上,且很稳定; 并可以得到人们容易理解的分类规则和分类关键基因。     

栖息地永久性破坏的比例对物种多度稳定值影响的迭代算法

为了分析栖息地破坏程度对集合群落中物种多度稳定值的影响,基于Tilman等[1, 2]提出的多物种竞争的集合群落模型,设计了一种通用的迭代算法用以分析栖息地永久性破坏的比例对物种多度稳定值的影响。针对Tilman等[2]提出的物种多度与其扩散能力或者与其竞争能力相互关系的四种模型,也即：（1）物种竞争力越强则其多度稳定值越大,所有物种死亡率相同;（2）所有物种不论竞争力如何,其多度稳定值相同、死亡率也相同;（3）物种竞争力越弱则其多度稳定值越大,所有物种死亡率相同;（4）物种多度的稳定值相同,但物种竞争力越弱其死亡率越高。先前的研究已经阐明了在前2种模型中栖息地永久性破坏的比例对物种多度稳定值的影响;而对于模型3,因为其数学表达式较为复杂,先前的研究者不得不使用模型3的简化式来考察栖息地永久性破坏的比例对物种多度稳定值的影响;而对于模型4,由于其数学表达式更为复杂,栖息地永久性破坏的比例对物种多度稳定值的影响未能被以往的研究所阐明。本文所使用的迭代算法可以阐明四种模型中任何一种模型条件下栖息地永久性破坏的比例对物种多度稳定值的影响。我们发现对于模型1和2迭代算法所得到的物种多度稳定值与通过数学解析式分析的结果完全一致,同时通过使用迭代算法还阐明了模型4中栖息地永久性破坏的比例对物种多度稳定值的影响。假设栖息地永久性破坏的比例达到了能够导致第s个物种灭绝的水平,起初幸存物种竞争力的排序为s 1 ~ s 3 ~ s 5 ~ … ~ s 6 ~ s 4 ~ s 2,但是随着栖息地永久性破坏的比例不断增大,当其快达到（但还未达到）能够导致第s 1个物种灭绝的水平,物种竞争力的排序将变为s 2 ~ s 4 ~ s 6 ~ … ~ s 5 ~ s 3 ~ s 1。模型4中栖息地永久性破坏的比例对物种多度稳定值的影响与模型2中栖息地永久性破坏程度对物种多度稳定值的影响几乎一致,唯一不同是模型2中所有物种栖息地稳定值的曲线有一个共同的交点,而模型4中所有物种栖息地稳定值的曲线交点不唯一。此外,还使用迭代算法考对比了模型3原始数学表达式和简化式两种情况下栖息地永久性破坏的比例对物种多度稳定值的影响,发现结果略有不同。     

多对独立杂合基因自交群体F1到Fn基因型熵的变化 规律

建立了具有多对独立杂合基因的自交群体的基因型熵的逐代演变数学模型, 给出每一世代中各个基因型所占的比例的三叉树算法。揭示出群体的基因型熵与独立杂合基因对数m存在线性关系, 与自交代数n存在非线性关系。固定代数n, 具有m对独立杂合基因的群体的基因型熵是仅有一对杂合基因的群体的基因型熵的m倍; 固定独立杂合基因对数m, 群体的基因型熵由F1至F3逐代递增, 在F3达到最大值, 从F3起逐代递减, 最终平衡在基因型熵最小的世代。讨论了这一模型对杂交育种工作的意义。     

考考赖沟流域植被生产力模拟

 该文应用气象数据、土壤物理属性实测数据、土壤水分分布式动态模型和植被表面净辐射模型的模拟结果,利用多元线性回归分析方法,建立 了植被净第一性生产力模型,实现了鄂尔多斯高原东部砂质荒漠化地区考考赖沟流域尺度上30 m×30 m空间分辨率的植被生产力精确模拟,并 且用植被生产力的野外实测数据对模拟结果进行了验证表明: 实测值与模拟值在固定沙丘、半固定沙丘和样线2上都达到0.05显著性相关水平; 不同位置的实测植被生 产力数据多分布在1∶1直线附近,模拟值与实测值吻合较好;植被生产力实测值与模拟值的相对误差范围为3.22%～ 6.27%,偏斜度范围在-12.84%～4.43%。该文的研究方法可以为流域尺度上植被生产力的精确模拟提供借鉴和参考。     

蛋白质组学中色谱保留时间对齐算法的研究进展北大核心CSCD

色谱是目前蛋白质组学流程中的一个基本环节,而色谱的保留时间对齐是有效提高鉴定和定量准确性的重要步骤之一。经过多年的发展,目前已经产生了一系列保留时间对齐算法。文中主要从可用性角度对蛋白质组学分析中色谱保留时间对齐算法及工具进行了系统总结,并对其发展趋势及应用方向进行了展望。     

基于多尺度分割和决策树算法的山区遥感影像变化检测方法——以四川攀西地区为例

山区遥感影像变化检测面临地形效应明显、空间异质性高等不利因素的影响,构建适用于复杂地形条件的变化检测方法一直是遥感应用研究的难点。在对影像进行多尺度分割的基础上,构建对象的多种光谱、形状及地形特征,将地形阴影、物候等造成的虚假变化当作"未变化"训练样本,利用决策树算法自动提取检测规则,建立复杂地形条件下面向对象的遥感影像变化检测方法,并将该方法用于四川攀西山区1989年和2009年TM影像的检测试验,最后对方法的不足和改进措施进行了讨论。主要结论包括:(1)文中构建的方法能够有效减弱山区复杂地形条件对遥感影像变化检测的不利影响,采用地面调查数据和分层随机采样的总体验证精度为93.57%,Kappa系数为0.8706。(2)C5.0决策树算法对于只有"变化"和"未变化"两种类别且同类间训练样本高度异质化的影像分类仍能取得较好的效果,具有较好的鲁棒性和适应能力。通过将地形、物候等引起的虚假变化当作"未变化"训练样本可以有效提高检测精度。(3)光谱特征仍是TM影像遥感分析的主要信息源,影像间NDVI的差值对于植被覆盖区域土地覆盖格局变化的检测具有良好的表征作用。(4)攀西地区1989—2009年间土地覆盖格局变化明显且与人类活动关系密切,典型的驱动方式包括退耕还林(草)工程、水利工程建设和矿山开采等。共检测出变化面积740.2km2,占影像总面积的2.49%。     

基因组规模代谢网络模型的约束算法及其应用

工业微生物是微生物制造的核心,而微生物制造过程中微生物的生产性能是提高微生物制造过程效率的关键。结合基于约束条件的优化算法的基因组规模代谢网络模型是全局规模上认识、调控和优化工业微生物生理功能的重要平台。本文在简述基因组规模代谢网络模型构建的基础上,详细介绍了基于约束条件的优化算法的原理、分类和应用实例,为提高微生物制造过程效率奠定了坚实的基础。     

基于FPGA 超声信号数字动态滤波器的实现

目的:本文研究了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)超声成像系统中数字动态滤波器的实现方法和过程。方法:动态滤波器中FIR滤波器采用分布式算法(Distributed Arithmetic,DA)实现结构,并在应用中对DA算法进行了改进,包括数据并行处理结构的设计、对查找表(Look Up Table,LUT)输入字长N大小的控制和具有对称系数的FIR滤波器的采用。改进后的DA实现在FPGA资源占用和处理速度之间达到了平衡。同时,结合多级流水线结构,动态滤波器实现了数字超声信号并行处理。结果:采用常值滤波器(远场匹配参数)进行滤波后,超声回波图像远场分辨率达到了要求,但越靠近近场效果越差。相比之下,本文设计的基于FPGA超声信号动态数字滤波器达到了很好的滤波效果,使回声图像近场和远场都有最佳分辨率。结论:利用FPGA实现超声系统中动态滤波器是完全可行的,并且有助于提高系统的稳定性和可靠性,并大大减低系统成本。