進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建算法的研究與改進(jìn).pdf

1、進(jìn)化樹(shù)又稱(chēng)為系統(tǒng)發(fā)生樹(shù),是表示生物體之間遺傳關(guān)系的樹(shù)形結(jié)構(gòu)。一棵包含全部物種的進(jìn)化樹(shù)可以被稱(chēng)為生命之樹(shù),描述了地球上所有物種的進(jìn)化關(guān)系。構(gòu)建出一棵高質(zhì)量的進(jìn)化樹(shù),不僅僅有利于了解自然選擇的機(jī)制、生物體進(jìn)化歷史,推演生物進(jìn)化機(jī)制。而且對(duì)于生物科學(xué)的其他分支也有重要有意義,比如對(duì)于分子遺傳學(xué),生物醫(yī)藥學(xué),基因發(fā)現(xiàn),良種培育等的分支也具有重要意義。
　　目前,進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建算法大致可以分為兩類(lèi),基于距離的方法和直接基于序列的方法。本文以基于

2、距離的方法中流行的鄰接法為基礎(chǔ)進(jìn)行了相關(guān)方面的研究。
　　第一,針對(duì)距離矩陣構(gòu)建過(guò)程中存在未估計(jì)值的問(wèn)題進(jìn)行了研究提出了一種基于組合思想的進(jìn)化距離。由于序列長(zhǎng)度太短,采樣誤差過(guò)大,進(jìn)化模型不合適或者距離公式不適用會(huì)導(dǎo)致距離矩陣中出現(xiàn)未估計(jì)值。本文提出了一種基于組合思想的進(jìn)化距離,解決了矩陣中未估計(jì)值的問(wèn)題,并使用該距離進(jìn)行距離矩陣構(gòu)建和進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建。第二,針對(duì)鄰接法構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)過(guò)程中,因?yàn)槎鄠€(gè)最小值問(wèn)題導(dǎo)致的生成多棵等效進(jìn)化樹(shù)的問(wèn)題,

3、以及鄰接法在大數(shù)據(jù)量情況下運(yùn)算較慢的問(wèn)題,本文提出了一種基于鄰接法的改進(jìn)方法。最后我們實(shí)現(xiàn)了從多序列比對(duì)文件直至進(jìn)化樹(shù)生成的完整步驟,構(gòu)建了一個(gè)包含多種距離模型和兩種進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建算的進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建系統(tǒng)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的新的進(jìn)化距離在統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和進(jìn)化樹(shù)生成上都有較好的結(jié)果。在統(tǒng)計(jì)指標(biāo)上,本文提出的方法相比單一模型生成的近乎距離矩陣有不同幅度的改善。在進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建過(guò)程中,本文提出的方法與鄰接法相比具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在存在未估計(jì)值