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系统发育树构建中用EM算法进行参数估计

应用概率统计 2010年第4期26卷 357-366页

作者：唐晓嗣伍超标广州南华工商学院广州510507 暨南大学数学系广州510632

系统发育学研究物种之间的进化关系,其核苷酸替代模型通常假设序列进化没有数据的缺损和删失,而现实中这个假设条件是很难满足的.针对这种事实,本文将运用EM算法对存在插入或缺失但序列长度假设不变的观测序列构建系统发育树进行参数估... 详细信息

系统发育学研究物种之间的进化关系,其核苷酸替代模型通常假设序列进化没有数据的缺损和删失,而现实中这个假设条件是很难满足的.针对这种事实,本文将运用EM算法对存在插入或缺失但序列长度假设不变的观测序列构建系统发育树进行参数估计,为含缺损数据序列构建良好的系统发育树作铺垫.重点在于运用EM算法做Jukes-Cantor模型、Kimura模型下含缺损数据的DNA序列构建有根树或无根树最佳分枝长度等的参数估计.

关键词：系统发育树 EM算法 Jukes-Cantor模型 Kimura模型参数估计

樱桃保藏过程中致腐微生物分离鉴定及系统发育树绘制

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中国食品 2024年第4期 129-131页

作者：黄子健卢泽芳王立英珠海科技学院

樱桃又名车厘子,有“百果第一枝”的美誉,被誉为“水果中的钻石”。樱桃富含多酚和维生素C等多种营养成分,具有抗炎、抗氧化,预防高血压、心血管疾病以及补血等作用。樱桃肉质柔嫩、皮薄多汁,容易受到葡萄孢属、草酸青霉的影响出现腐烂... 详细信息

樱桃又名车厘子,有“百果第一枝”的美誉,被誉为“水果中的钻石”。樱桃富含多酚和维生素C等多种营养成分,具有抗炎、抗氧化,预防高血压、心血管疾病以及补血等作用。樱桃肉质柔嫩、皮薄多汁,容易受到葡萄孢属、草酸青霉的影响出现腐烂。本研究对樱桃在贮藏过程中出现的腐烂组织块进行了分析,分离及纯化出致病菌,并进行PCR扩增测定序列,进行其系统发展树的绘制,以期为樱桃的相关研究提供参考。

关键词：葡萄孢属心血管疾病草酸青霉系统发育树樱桃贮藏过程营养成分维生素C

两株临床分离的金黄杆菌的鉴定和系统发育分析

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中华微生物学和免疫学杂志 2023年第8期43卷 589-596页

作者：吴映琳郑德想李刚李启伟张轩蓝锴刘尹臻夏海宁贾伟曾建明陈茶黄彬广州中医药大学第二临床医学院广州510006 广州中医药大学第二临床医学院/广东省中医院检验医学部广州510006 宁夏医科大学总医院医学实验中心宁夏750003 中山大学附属第一医院检验医学部广州510062

目的:对临床痰液和中段尿标本分离的SQ219和SQ220进行生物学特性、系统进化和临床意义分析。方法:观察菌株的培养特性及生理生化特征;用VITEK2全自动微生物鉴定和药敏分析仪及MALDI-TOF质谱仪鉴定细菌;利用相关软件对细菌16S rRNA和核... 详细信息

目的:对临床痰液和中段尿标本分离的SQ219和SQ220进行生物学特性、系统进化和临床意义分析。方法:观察菌株的培养特性及生理生化特征;用VITEK2全自动微生物鉴定和药敏分析仪及MALDI-TOF质谱仪鉴定细菌;利用相关软件对细菌16S rRNA和核心基因组作系统发育分析及基因组平均核苷酸一致性(ANI)分析。结果:SQ219和SQ220为革兰阴性杆菌,专性需氧,触酶和氧化酶阳性,无动力;在30℃、pH7和不含NaCl的培养基中生长最佳;SQ220可在血平板上产生黄色素但SQ219不产生;SQ219和SQ220对氨曲南、阿米卡星、妥布霉素、黏菌素耐药,与金黄杆菌属药敏表型一致。SQ219和SQ220总长分别为5.08 Mb和4.80 Mb,G+C含量分别为36.72%和36.36%,均预测到β-内酰胺类耐药基因( blaCGA)。16S rRNA系统发育分析表明SQ219、SQ220与啤酒神金黄杆菌DSM18014 T相似性最高,分别为98.93%和98.36%;核心基因组进化分析显示SQ219、SQ220与啤酒神金黄杆菌DSM18014 T的进化关系最近。然而,两株菌与啤酒神金黄杆菌DSM18014 T ANI值分别为92.49%和93.27%,低于95%原核生物种的阈值。结论:根据16S rRNA和全基因组的同源性和系统发育分析,判断SQ219和SQ220为金黄杆菌新种,丰富了金黄杆菌的进化信息,为金黄杆菌属细菌新种的鉴定奠定了基础。

关键词：金黄杆菌 16S rRNA 全基因组测序系统发育树

不同归经中药在生物系统发育树的分布规律及关联关系分析

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中国实验方剂学杂志 2017年第12期23卷 194-200页

作者：李佼阳付先军李学博王振国山东中医药大学济南250355 山东中医药大学中医文献研究所中医药经典理论教育部重点实验室中医医史文献学泰山学者工作室济南250355

中药药性理论是中医药理论的核心组成部分,归经理论是中药药性理论的重要组成部分,按经选药,可以提高中药用药的准确性和针对性,对指导中医临床组方用药具有重要意义。为研究中药归经在系统发育树的分布,及与科属之间的关联关系,为诠释... 详细信息

中药药性理论是中医药理论的核心组成部分,归经理论是中药药性理论的重要组成部分,按经选药,可以提高中药用药的准确性和针对性,对指导中医临床组方用药具有重要意义。为研究中药归经在系统发育树的分布,及与科属之间的关联关系,为诠释和评价中药归经提供依据,本文以2 435味中药涉及的3 044种中药物种为研究对象,采用关联规则挖掘和系统发育树构建方法,分析了不同归经中药在生物系统发育树上的分布规律及其关联关系。结果发现,在研究的中药物种的频数分析中,属于植物界的物种中,归入肝经的物种最多为1 151种;属于种子植物门的,归入肝经的物种最多为1 109种;属于单子叶植物纲的,归入肺经的物种最多为110种。在关联规则挖掘的过程中,很多与同一归经关联程度高的规则分布在系统发育树的同一分支中,或者在发育树上的距离非常近,如与肾经关联程度较高的红豆杉属植物;与肝经相关程度较高的为忍冬科、茜草属;与大肠经相关程度较高的为石榴属。结果提示药性和生物的门纲科属等亲缘关系信息具有一定的关联关系,部分亲缘相同或相近生物物种的中药可能会具有某些相同的归经。这为中药新资源的药性预测和评价、中药临床配伍和精准治疗提供了新的评价指标和参考依据。

关键词：中药归经系统发育树关联规则挖掘药性评价

浓香型白酒老窖泥中好氧芽胞杆菌的分离及系统发育树的初步构建

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农业生物技术学报 2014年第11期22卷 1411-1417页

作者：郑琦章秋萍何新新胡杰黄小红福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室泸州老窖股份有限公司

浓香型白酒的生产是以窖池为基础,窖池窖泥中栖息着庞大的微生物群系,微生物间相互作用形成浓香型白酒的独特风味,尤其以芽胞杆菌为主。本研究从泸州老窖酒厂300年窖池窖泥中分离出23株好氧芽胞杆菌属(Bacilli),经光学显微镜和菌落形态... 详细信息

浓香型白酒的生产是以窖池为基础,窖池窖泥中栖息着庞大的微生物群系,微生物间相互作用形成浓香型白酒的独特风味,尤其以芽胞杆菌为主。本研究从泸州老窖酒厂300年窖池窖泥中分离出23株好氧芽胞杆菌属(Bacilli),经光学显微镜和菌落形态观察,23株好氧芽胞杆菌形态差异不显著。通过16S rDNA基因扩增,NCBI基因比对,构建系统发育树,结果表明,23株好氧芽胞杆菌主要为苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)、蜡样芽胞杆菌(B.cereus,Bc)和炭疽芽胞杆菌(B.anthrax),菌种间亲缘关系存在差异;窖泥中分离出的23株好氧芽胞杆菌亲缘关系近,遗传多样性较低。本研结果为了解白酒发酵过程中老窖泥周围环境的变化、提高白酒品质提供基础资料。

关键词：窖泥芽胞杆菌 16S rDNA 系统发育树

基于关联网络与系统发育树的中药“药性-科属-成分分子骨架”关联关系分析

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基于关联网络与系统发育树的中药“药性-科属-成分分子骨架”关联...

作者：李佼阳山东中医药大学

学位级别：硕士

目的:研究中药寒热药性、五味及归经与科属、成分分子骨架之间的复杂关联关系,分析药性、分子骨架在系统发育树上的分布规律,为中药新资源的药性预测提供新的评价指标和参考依据。方法:采用频数分析、关联规则挖掘方法,通过Cytoscape、I... 详细信息

目的:研究中药寒热药性、五味及归经与科属、成分分子骨架之间的复杂关联关系,分析药性、分子骨架在系统发育树上的分布规律,为中药新资源的药性预测提供新的评价指标和参考依据。方法:采用频数分析、关联规则挖掘方法,通过Cytoscape、ITOL等可视化工具进行可视化处理,分析不同药性、成分分子骨架在生物系统发育树上的分布规律及其关联关系。结果:筛选2435味中药,涉及3065种基原物种,化学成分26594条,成分分子骨架信息24293条。结果发现,热性、乌头属、带有哌啶和酯基的五元桥环烷烃三者之间的关联性较强,平性、红豆杉属、带有一个环外双键的三元环之间的关联性较强,寒性、贝母属、带有一个羰基和一个哌啶的六元环三者之间的关联性较强。辛味、紫苏属、带有羰基的四元环三者关联性很强,苦味、槐属、带有一个羰基两个哌啶的四元环之间具有很强的关联性。肾经、红豆杉属、带有一个环外双键的三元环具有很强的关联性。结论:来源于亲缘关系相同或相近生物物种的中药可能会具有相同或相近的寒热药性,部分亲缘相同或相近生物物种的中药可能会具有相同的五味和归经,亲缘相近、药性相同的中药物种在成分上具有某些结构相同或相似的分子骨架。

关键词：中药药性系统发育树关联规则挖掘药性评价

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基于深度神经网络的系统发育树重建方法研究

基于深度神经网络的系统发育树重建方法研究

作者：朱土金中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)

学位级别：硕士

系统发育树是一种用于表示物种或基因之间的进化关系的树状图。过去几十年里,系统发育分析相关理论发展迅速,使得系统发育树成为了生物学的各个分支领域必不可少的研究工具,也逐渐受到各领域生物学家所接受和学习。生物学家们使用系统... 详细信息

系统发育树是一种用于表示物种或基因之间的进化关系的树状图。过去几十年里,系统发育分析相关理论发展迅速,使得系统发育树成为了生物学的各个分支领域必不可少的研究工具,也逐渐受到各领域生物学家所接受和学习。生物学家们使用系统发育树来表示物种或基因间的关系有助于揭露病毒性传染病的发源和传播途径、物种在某一时间段和某一地理范围内的迁徙模式、宏基因组学数据中的微生物群落信息等。但是系统发育树的重建在理论上已经被证明是困难的。如何快速的重建有效的系统发育树仍旧是计算生物学领域的研究热点。本论文中,我们在最小进化原则框架下,提出基于深度神经网络的系统发育树重建方法。我们的方法采用Transformer模型来构建注意力网络模型。重建方法主要包含三个部分,第一步是使用k-mer模型将原始DNA序列嵌入到向量空间,第二步是利用注意力网络模型重建最优的循环排列,第三步是将循环排列转换为最优系统发育树。我们的方法的创新点主要有下面几点。第一,我们将系统发育树的重建转化为循环排列的重建,从而避免了距离矩阵的计算和分支长度的估计。第二,我们率先将神经网络应用到系统发育树重建中,借助神经网络的学习能力来学习系统发育树的启发式重建策略。实验结果表明,我们的重建方法在小规模的系统发育树重建方法上已经超越了一种传统方法,并接近最小进化原则的理论最优的算法。我们的重建方法在速度上还比其他传统方法快三倍。

关键词：系统发育树神经网络注意力模型强化学习

一株淡色生赤壳菌的生防作用分析及系统发育树构建

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生物技术通报 2014年第5期30卷 184-189页

作者：陈秀玲李景富张丽莉张俊峰王傲雪东北农业大学哈尔滨150030

保护地栽培面积的增加使果蔬病害的防治难度加大,生物防治手段越来越受到青睐。采用平板对峙法、扫描电镜法、5.8S rDNA-ITS序列分析及系统发育树构建对一株从草炭土中分离的菌株进行研究。该菌对番茄灰霉病、番茄叶霉病、番茄绵疫病、... 详细信息

保护地栽培面积的增加使果蔬病害的防治难度加大,生物防治手段越来越受到青睐。采用平板对峙法、扫描电镜法、5.8S rDNA-ITS序列分析及系统发育树构建对一株从草炭土中分离的菌株进行研究。该菌对番茄灰霉病、番茄叶霉病、番茄绵疫病、番茄黄萎病、番茄枯萎病、杨树烂皮病、杨树枯萎病和黑穗醋栗叶斑病均有抑制作用。扫描电镜显示,该生防菌对番茄灰霉病具有明显抑制作用。5.8S rDNA-ITS序列分析及系统发育树构建表明该菌为淡色生赤壳菌,为果蔬病害的生物防治提供了新的选择。

关键词：淡色生赤壳菌 5 8SrDNA-ITS 系统发育树番茄灰霉病

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系统发育树的构建方法

微生物学报 2013年第6期53卷 614-614页

构建系统树是为了鉴定菌株的分类学地位,应该使用正确的方法构建。具体要求如下：1.将鉴定菌的16S rRNA序列递交GenBank,用Blast软件搜索相似的16S rRNA,然后一起构树。2.采用能反应分支长度的软件（如NJ法）,并用Boostrap值分析分支聚... 详细信息

构建系统树是为了鉴定菌株的分类学地位,应该使用正确的方法构建。具体要求如下：1.将鉴定菌的16S rRNA序列递交GenBank,用Blast软件搜索相似的16S rRNA,然后一起构树。2.采用能反应分支长度的软件（如NJ法）,并用Boostrap值分析分支聚类的稳定性。

关键词：系统发育树 rRNA序列 GenBank 软件搜索分类学地位 Blast 16S 系统树