微生物在這個(gè)世界上無(wú)處不在（腸道、口腔、食品、空氣中等）,鑒定微生物物種對(duì)更好地分析海洋、土壤、大氣等環(huán)境中的微生物及改善人們的身體健康有重要的意義。16S rRNA基因是對(duì)原核微生物進(jìn)行系統(tǒng)化分類(lèi)研究時(shí)最常用的分子標(biāo)志物,基于16S rRNA序列鑒定微生物物種的目標(biāo)是將未知物種序列分類(lèi)到界、門(mén)、綱、目、科、屬等級(jí),鑒定方式有兩種:基于同源性分析鑒定微生物物種和基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法鑒定微生物物種。本文提出了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法鑒定微生物物種的方法。由于16S rRNA序列包含的屬種類(lèi)超過(guò)2000種,因此該分類(lèi)問(wèn)題是一個(gè)典型的超多類(lèi)問(wèn)題。本課題提出以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法為模型,采用引物對(duì)的方式提取16S rRNA序列的可變區(qū)并用于物種鑒定模型的訓(xùn)練,使得模型可以根據(jù)16S rRNA序列的可變區(qū)實(shí)現(xiàn)物種鑒定。針對(duì)transetNo16數(shù)據(jù)集和Greengenes數(shù)據(jù)集各自的序列標(biāo)簽完整性,我們提出了基于標(biāo)簽完整數(shù)據(jù)的物種鑒定和基于標(biāo)簽不完整數(shù)據(jù)的物種鑒定兩種方案,最后集成這兩種方案實(shí)現(xiàn)基于16S rRNA序列可變區(qū)的微生物物種鑒定。第一種方案利用標(biāo)簽之間的隸屬關(guān)系采用了層次化分類(lèi)器,先將序列分類(lèi)到門(mén)水... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

RDP數(shù)據(jù)庫(kù)中的16SrRNA序列統(tǒng)計(jì)分布圖

算法表現(xiàn)最好。綜上所述，Adam 算法在本實(shí)驗(yàn)中的 V2 數(shù)據(jù)中表現(xiàn)最為優(yōu)異，因此在之后的各個(gè)可變區(qū)所在網(wǎng)絡(luò)中均采用 Adam 梯度下降算法。圖3.1 不同梯度下降算法對(duì)層次化 CNN 模型的性能影響圖圖3.2 不同梯度下降算法對(duì)層次化 MLP 模型的性能影響圖

在之后的各個(gè)可變區(qū)所在網(wǎng)絡(luò)中均采用 Adam 梯度下降算法。圖3.1 不同梯度下降算法對(duì)層次化 CNN 模型的性能影響圖圖3.2 不同梯度下降算法對(duì)層次化 MLP 模型的性能影響圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于16S rRNA基因序列分析的物種輔助分類(lèi)研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 任清福,孫清嵐,馬俊才.  科研信息化技術(shù)與應(yīng)用. 2015(05)
[2]一種確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)的新方法[J]. 張清良,李先明.  吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(01)



本文編號(hào)：3457825