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基于Markov模型的昆虫杆状病毒基因组的进化研究

作　者: 李晓芳
导　师: 贺平安
学　校: 浙江理工大学
专　业: 基础数学
关键词: Markov模型昆虫杆状病毒进化树物种相似性蛋白结构和功能蛋白质序列
分类号: Q939.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
引　用: 1次
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内容摘要

杆状病毒中有许多保守的蛋白基因,它们具有不同的生物功能,同时对病毒的进化和分类起到非常重要的作用。利用短串的方法分析杆状病毒的蛋白组,研究其所在蛋白包含的生物学背景是一个有意义的工作。第二章中,应用Markov模型,预测30个昆虫杆状病毒完全蛋白组中的4-子串期望出现的次数,并搜索这些短串在蛋白组中实际出现的频数,计算4-子串的出现相对数。利用4-子串实际出现次数和出现相对数分别构造相应的向量,定义向量的距离计算30个病毒的相似性,分析这些物种的进化、分类。我们的结论与生物进化关系基本符合,且这里我们指出出现相对数所得到的结果要优于实际出现次数得到的结果。第三章中,对各个物种中实际出现次数较多和出现相对数较多的4-子串所在的蛋白以及该蛋白的功能,分别从杆状病毒的五个类别中阐述了短串对物种进化所起到的作用和意义,从生物分类学的观点分析了杆状病毒五个分类里的各物种之间的相似性和进化过程中的差异性。第四章中,根据短串实际出现次数和出现相对数所得到的距离矩阵构建出30个物种的进化树,从进化树的分析结果来看,我们得到的结论与生物分类学的结论基本一致。第五章中,提出了一种新的方法即二阶差矩阵,分析生物序列的相似性,然后利用九个物种的ND5蛋白来验证了我们方法的有效性,并将这种方法运用到存在于所有杆状病毒的基因lef-8中,得到的结果与生物分类学基本一致。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 生物信息学的研究背景和意义  9-10
  1.2 蛋白质的结构和功能及蛋白质中k-子串的研究现状  10-12
  1.3 生物序列图形表示的研究现状  12-13
  1.4 本文的主要工作和内容  13-15
第2章 Markov 模型及应用  15-30
  2.1 Markov 模型  15-18
  2.2 Markov 模型的应用  18-30
    2.2.1 30 个昆虫杆状病毒简介  18-22
    2.2.2 Markov 模型在30 个昆虫杆状病毒上的应用  22-30
第3章 k-子串对生物分类的作用分析  30-49
  3.1 杆状病毒的基因功能研究  30-32
  3.2 实际出现次数较多的4-子串分析  32-43
    3.2.1 重复出现的短串分析  32-33
    3.2.2 单个物种中单独多次出现的短串分析  33-36
    3.2.3 在部分物种中出现较多的短串分析  36-43
  3.3 出现相对数较多的短串分析  43-49
第4章昆虫杆状病毒进化树的构造  49-57
  4.1 进化树的构建方法  49-50
  4.2 构建进化树工具PHYLIP 软件包简介  50-51
  4.3 构建30 个昆虫杆状病毒的进化树  51-57
    4.3.1 4-子串实际出现次数所对应的30 个物种的进化树  51-53
    4.3.2 4-子串出现相对数所对应的30 个物种的进化树  53-57
第5章蛋白质序列相似性分析的一种新方法  57-71
  5.1 蛋白质序列的图形表示  57-59
  5.2 二阶差矩阵  59-60
  5.3 蛋白质序列的相似性分析  60-65
  5.4 新方法的应用  65-71
第6章总结与展望  71-72
参考文献  72-77
致谢  77-78
攻读硕士学位期间的研究成果  78

基于Markov模型的昆虫杆状病毒基因组的进化研究

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