基于极大似然准则的生物序列模体的贝叶斯假设检验

针对生物信息学中序列模体的显著性检验问题,提出了一种基于极大似然准则的贝叶斯假设检验方法.将模体的显著性检验转化为多项分布的拟合优度检验问题,选取Dirichlet分布作为多项分布的先验分布并采用Newton-Raphson算法估计Dirichlet分布的超参数,使得数据的预测分布达到最大.应用贝叶斯定理得到贝叶斯因子进行模型选择,用于评价模体检验的统计显著性,这种方法克服了传统多项分布检验中构造检验统计量并计算其在零假设下确切分布的困难.选择JASPAR数据库中107个转录因子结合位点和100组随机模拟数据进行实验,采用皮尔逊积矩相关系数作为评价检验质量的一个标准,发现实验结果好于传统的模体检验的一些方法.     

遗传计算中乘法定理使用条件的数学论证

在遗传计算中可利用配子棋盘法或乘法定理进行解题,通常乘法定理是较为简便、快捷的,但要在满足相应条件下才能使用.通过梳理2个个体间及群体间的杂交,并基于数学模型推导了不同基因型群体间的杂交,以数学表达式的形式呈现了棋盘法和乘法定理的计算结果,得出了乘法定理的使用条件.     

利用DNA序列构建系统树的方法介绍

利用DNA序列进行系统发生分析是分子进化研究的必要手段。构建系统树的方法有距离法、简约法、最大似然法以及贝叶斯推断法等。要解决特定的系统发生问题,首先要挑选合理的分类群及序列,尽量减少数据的偏倚,然后选择构树方法,最后还要对结果进行评价并给出进化学上的解释。本文讨论了挑选数据的原则及存在的问题,介绍了几种构树方法的基本原理及步骤,并列举了它们的优缺点。Abstract: Construction of phylogenetic trees is a key means in molecular evolutionary studies. The methods of constructing phylogenetic trees include the distance-based methods, parsimony, maximum likelihood, and Bayesian inference methods. To resolve a special problem about phylogeny, several notices are necessary: first, to select the reasonable data at less bias as possible; second, to choose the proper method to reconstruct phylogenetic tree; third, to evaluate the conclusions and explain them on the field of evolution. The present paper provides a brief introduction of the principles of data selection and tree-construction methods, and discusses about their advantage and disadvantage points.     

特征捆绑的计算模型

特征捆绑问题一直是认知科学和神经科学中的一个重要问题．本文通过将噪声神经元模型的思想、贝叶斯方法和脉冲神经网络模型相结合,并引入竞争机制,提出了一个特征捆绑的计算模型．Bayesian Linking Field模型,对视感知中的特征捆绑问题进行研究．实验证明本研究的模型很好地完成了视觉感知中特征捆绑的任务,并给感知研究带来了新的思路．     

基于Cytb和COⅠ基因部分序列的15种麻蝇之间的系统发育关系(双翅目:麻蝇科)(英文)

本研究通过测序Cytb基因和COⅠ基因的部分序列来推定15种麻蝇之间的系统发育关系。在世界麻蝇名录中,本研究的15种麻蝇能够代表麻蝇属Sarcophaga的6个亚属。连接序列(972bp)被用于系统发育分析;分析方法包括了了最大简约法、最大似然法以及贝叶斯法。我们的结果提示了亚麻蝇亚属Parasarcophaga、别麻蝇亚属Boettcherisca以及红麻蝇亚属Liopygia的单系性,同时也表明蛇麻蝇亚属Liosarcophaga和德麻蝇亚属Pandelleisca并不是单源的。不过,目前的研究并不能分辨野德麻蝇S.(Pandelleisca)similis和峨眉叉麻蝇S.(Robineauella)coei的系统发育位置。此外,最大简约分析和似然功能分析在scopariiformis-iwuensis进化枝和polystylata-hui进化枝的关系上产生了不一致的系统发育推断。因此,后续研究不仅需要其他的分子标记,也需要更多的分类取样。     

Evolution of sexual size dimorphism and its relationship with sex ratio in carabid beetles of Genus Ceroglossus Solier

Although the degree of mate competition, given extreme differences in sex ratio, explains much of the pattern of male-biased size dimorphism among diverse taxa, it fails for some species which have potential for intense male competition for mates and yet exhibit little or no sexual size dimorphism （SSD）. This fact suggest that species with low SSD should be express the effect of evolutionary pressure in non-obvious geometrical shape promoted by sex ratio in an evolutionary time scale. To evaluate this hypothesis we used phylogenetic comparative method in a Bayesian framework to investigate the evolution of SSD and the role of sex ratio at inter-specific level in the species of Ceroglossus （Coleoptera： Carabidae）. In our results the proportion farthest from 1：1 is associated with more disparate body shape, even though the entire group has minimum variation in sex ratio, which is an intrinsic life history character of this group considering its phylogenetic conservatism or phylogenetic signal. We suggest that the sex ratio has determined the dimorphism degree during evolution of this group, since both traits have increased or decreased together during the species divergence （i.e. positive phylogenetic correlation： r2=0.85）. We suggest that morphological studies of SSD will benefit from using comparative method with Bayesian approaches to assess the effect of phylogenetic history and its uncertainty. Finally, this will be allow to researchers to quantify the uncertainty of specific evolutionary hypotheses accounting for observed sexual dimorphism patterns.     

基于节点拓扑排序和条件互信息的基因调控网络路径一致性构建算法

为了在构建基因调控网络时能确定网络方向,在基于条件互信息的路径一致性算法PCA-CMI的基础上,利用节点拓扑排序(node ordering,NO)建立了构建调控网络的PCA-CMI-NO算法。为建立这一算法,对图分裂方法加以改进:首先对基因对间的互信息进行筛选,然后按贝叶斯得分对子图排序,根据子图顺序选取不同子图中含相同基因对间边的方向,从而确定基因表达数据中节点的顺序。最后,将节点拓扑排序结果应用于PCA-CMI所构建的网络,获得有向网络,同时,使用条件互信息去除独立关系的边,以提高网络准确率。采用DREAM3数据集,将PCA-CMI-NO算法与有序的K2算法进行对比,验证了算法的优越性。     

一类非线性Lotka-Volterra系统的正概周期解

通过变换和不动点定理,研究了一类非线性Lotka-Volterra系统的正概周期解的存在性,获得了新的结果．     

基因组育种值估计的贝叶斯方法

基因组育种值估计是基因组选择的重要环节,基因组育种值的准确性是基因组选择成功应用的关键,而其准确性在很大程度上取决于估计方法。目前研究和应用最多的基因组育种值估计方法是贝叶斯(Bayes)和最佳线性无偏预测(BLUP)两大类方法。文章系统介绍了目前已提出的各种Bayes方法,并总结了该类方法的估计效果和各方面的改进。模拟数据和实际数据研究结果都表明,Bayes类方法估计基因组育种值的准确性优于BLUP类方法,特别对于存在较大效应QTL的性状其优势更明显。由于Bayes方法的理论和计算过程相对复杂,目前其在实际育种中的运用不如BLUP类方法普遍,但随着快速算法的开发和计算机硬件的改进,计算问题有望得到解决;另外,随着对基因组和性状遗传结构研究的深入开展,能为Bayes方法提供更为准确的先验信息,从而使Bayes方法估计基因组育种值准确性的优势更加突出,应用将会更加广泛。     

土壤细菌多样性空间预测方法对比

为探索适合土壤微生物多样性的空间预测方法,本文以内蒙古中部赤峰市周边为研究区域,采集35个草地土壤样品,利用高通量测序技术,结合从相关网站获取的气候、植被和高程相关数据集,采用多元线性回归(MLR)、普通克里格(OK)、回归克里格(RK)和经验贝叶斯克里格回归预测(EBKR)4种方法,对土壤细菌多样性进行空间预测,并比较其预测精度。结果表明：干旱指数、年平均降水和净光合作用是解释土壤细菌多样性变化的最佳环境变量组合;4种方法预测的细菌多样性空间分布总体趋势相似,均表现为东南高西北低,但涉及回归的3种方法可以更好地反映细菌多样性的局部变异特征;MLR、OK、RK和EBKR的留一交叉验证决定系数(R~2)分别为0.408、0.439、0.476和0.638,ME分别为-0.065、0.033、0.017和-0.009,RMSE分别为5.23、5.04、4.95和4.05,表明OK的预测精度稍高于MLR,而整合了辅助环境变量的RK和EBKR的预测精度得到进一步提升,且由于EBKR克服了RK用单一半方差函数概括所有位置数据空间结构的局限性,其预测精度最高。综上可知,结合辅助环境变量并同时考虑空...