基于代谢网络的系统发生树的构建

论文摘要

系统发生学的研究已经有几十年的历史了。目前,大部分的研究都是基于DNA或者蛋白质序列进行系统发生分析的,并且针对不同物种演示它们的进化历史。这些方法最终都将产生一棵系统发生树,树的节点代表物种,而节点间的连边代表物种间的进化关系。由于基因序列数据的不足,通过分析不同物种的代谢网络可以更深层次的发现这些物种的进化和类别关系。代谢网络的拓扑结构可以用酶图来表示,本文提出一种新的酶图间距离的计算方法,用图的顶点间相似度和图的结构关系来定义图的距离。使用这样的方法,可以比较包含一类网络或一组网络的不同物种,得到的距离矩阵可以用来构建系统发生树。在不同物种的柠檬酸代谢网络中应用这种方法,实验得到的系统发生树与真实的结果十分接近,而且还能显示它们的进化关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 构建系统发生树的研究历史和现状
• 1.3 本文的主要研究内容和论文结构
• 第二章 系统发生树的简介
• 2.1 系统发生树的定义和分类
• 2.2 系统发生树的性质
• 第三章 构建系统发生树的方法
• 3.1 问题描述和分子数据
• 3.2 基于距离的系统发生树构建算法
• 3.2.1 最小二乘法
• 3.2.2 连锁聚类方法及非加权分组平均法
• 3.2.3 距离变换法
• 3.2.4 邻近归并法
• 3.3 基于特征的系统发生树构建算法
• 3.3.1 最大简约法
• 3.3.2 最大似然法
• 3.4 系统发生树的可靠性
• 3.4.1 自举检验
• 3.4.2 参数检验
• 第四章 基于代谢网络的系统发生树的构建
• 4.1 基本概念及问题描述
• 4.2 从代谢网络中提取酶图
• 4.3 顶点相似性计算
• 4.3.1 任意两个顶点间相似性
• 4.3.2 二分图匹配
• 4.3.3 匹配顶点间相似性
• 4.4 图相似性计算
• 4.5 改进的图相似性计算
• 4.6 基于距离矩阵构建系统发生树
• 4.7 结果分析与比较
• 第五章 总结与期望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的文章