微生物群落對人體的健康和環(huán)境的好壞有著巨大的影響。微生物群落的功能與群落組成息息相關(guān),微生物高階交互作用常常控制微生物群落的功能性。微生物網(wǎng)絡(luò)具有模塊性,模塊對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力十分重要,從模塊的角度便于挖掘和分析復(fù)雜微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能。目前,關(guān)于微生物高階相互作用關(guān)系和微生物高階模塊挖掘的研究較少,因此探究微生物高階模塊生物功能是當前微生物網(wǎng)絡(luò)研究的迫切需求。本文在分析HMP開源的微生物豐度數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,利用信息熵構(gòu)建微生物高階邏輯關(guān)系,將滿足特定條件的微生物組成一個三元組,作為超圖中超邊所包含的節(jié)點,構(gòu)建微生物高階交互關(guān)系超圖;其次根據(jù)類內(nèi)散布矩陣性質(zhì),重構(gòu)超邊相似度矩陣,用于超圖聚類挖掘微生物高階模塊;最后引入進化博弈論思想,將超圖聚類問題轉(zhuǎn)化為非合作多玩家博弈問題,進而對微生物高階模塊進行挖掘。主要研究工作如下:第一,基于類內(nèi)散布矩陣的微生物超圖聚類挖掘微生物高階模塊。以往研究中的模塊化聚類分析大多基于微生物之間低階成對相互作用。本文利用信息熵計算人體內(nèi)微生物三元組之間的邏輯關(guān)系,并在三元組關(guān)系網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上構(gòu)建超圖,利用類內(nèi)離散度越小類別可分類性越好的思想重構(gòu)超邊相似矩... 

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 微生物群落及其功能
        1.1.2 微生物物種間高階相互作用
        1.1.3 微生物網(wǎng)絡(luò)模塊屬性
    1.2 論文研究問題與主要創(chuàng)新
    1.3 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 微生物高階交互關(guān)系挖掘和高階模塊分析研究
    2.1 微生物網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建研究
        2.1.1 基于相關(guān)性
        2.1.2 基于相似性
    2.2 微生物高階功能交互作用的研究
    2.3 微生物高階模塊挖掘研究
第三章 基于類內(nèi)散布矩陣的超圖聚類挖掘微生物高階模塊
    3.1 引言
    3.2 微生物高階交互關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
    3.3 超圖聚類
        3.3.1 超圖聚類定義
        3.3.2 模塊度最大化
    3.4 基于類內(nèi)散布矩陣的超圖聚類
    3.5 實驗結(jié)果和分析
        3.5.1 實驗數(shù)據(jù)
        3.5.2 評價標準
        3.5.3 算法間比較分析
        3.5.4 可視化分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于博弈論的超圖聚類挖掘微生物高階模塊
    4.1 引言
    4.2 基于博弈論的超圖聚類
        4.2.1 博弈論定義
        4.2.2 基于博弈論的超圖聚類
    4.3 實驗結(jié)果和分析
        4.3.1 實驗數(shù)據(jù)
        4.3.2 評價標準
        4.3.3 算法間比較分析
        4.3.4 可視化分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 下一步研究工作
參考文獻
在校期間發(fā)表的論文成果及參與的科研項目
致謝



本文編號：3663277