基于宏基因組編碼的個(gè)體特征識(shí)別研究.pdf

1、近年來(lái)，微生物組學(xué)技術(shù)成為研究人體健康與生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的重要手段。人體微生物群落與人類(lèi)的健康息息相關(guān)，越來(lái)越多的研究人員開(kāi)始專(zhuān)注于對(duì)人體微生物群落的研究。二代自動(dòng)化測(cè)序技術(shù)的成熟和三代自動(dòng)化測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，使得微生物組數(shù)據(jù)呈指數(shù)增長(zhǎng)。微生物的穩(wěn)定性和特異性已經(jīng)成為人體微生物群落研究的重要問(wèn)題，而微生物的這種性質(zhì)可被用于個(gè)體特征編碼，因此在個(gè)體身份驗(yàn)證、法醫(yī)鑒定等實(shí)際問(wèn)題上具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　人體微生物群落具有特異性，而且群落間

2、的特異性非常穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的特異性是微生物群落用于個(gè)體識(shí)別的重要依據(jù)。首先，通過(guò)個(gè)體的微生物群落豐度數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)樣本提取微生物特征，然后通過(guò)極小碰集的思想，利用貪心策略計(jì)算出每個(gè)個(gè)體的極小碰集，即宏基因組編碼;最后將宏基因組編碼與第二次采樣處理后的豐度數(shù)據(jù)比對(duì)。如果某采樣的個(gè)體微生物群落中有這些特征編碼，則表示可以正確匹配。為了提高宏基因組編碼識(shí)別個(gè)體的正確匹配率，本文展開(kāi)了宏基因組編碼算法的研究，主要研究如下:
　　第一，提出了

3、基于豐度值的宏基因組編碼算法，由于群落中微生物特征的主要特性與微生物特征的豐度有關(guān)，不應(yīng)該只根據(jù)微生物特征的豐度之間的差值來(lái)提取特征，而忽略微生物特征自身的豐度值對(duì)微生物特征的穩(wěn)定性的影響。因此本文提出了基于豐度值的宏基因組編碼方法來(lái)識(shí)別個(gè)體。為了驗(yàn)證基于豐度值的宏基因組編碼算法的有效性，本文利用該方法與基于豐度差的宏基因組編碼算法在4個(gè)數(shù)據(jù)集上作對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:基于豐度值的宏基因組編碼算法在Markers和Kbwindows數(shù)據(jù)集