隨著測序技術(shù)不斷發(fā)展和改進,測得的基因組序列片段數(shù)據(jù)的特征也在不斷變化。為適應(yīng)當(dāng)前第三代測序技術(shù),基因組序列比對算法需要進行深入的研究和改進,以便更適合于處理第三代測序技術(shù)測得的長序列片段數(shù)據(jù)。本文重點研究分析了基于哈希和窗口哈希索引定位方法的序列比對算法,包括傳統(tǒng)的基于哈希索引的序列比對方法SSAHA(Sequence search and alignment by hashing algorithm)和改進的基于窗口哈希索引的序列比對算法rHAT(Regional hashing-based alignment tool)。在此基礎(chǔ)上,本文進行了進一步的改進,提出了基于窗口哈希雙索引表和動態(tài)定位的長序列比對算法(WHDL)。WHDL算法在參考基因組索引表構(gòu)建階段同時建立窗口全局索引表和局部索引表。全局索引表與rHAT建立的窗口索引表相同,局部索引表則是應(yīng)用于比對處理階段,以減少重復(fù)處理。WHDL算法在命中定位階段采用動態(tài)定位的新理念,在最后比對處理階段也提出了對應(yīng)的兩種不同的處理方法(WHDL-1和WHDL-2),并應(yīng)用了改進的SSAHA方法(SSAHA+),降低算法的復(fù)雜度。本文對算法進行了大量測試,測試結(jié)果顯示,相比rHAT算法,WHDL-1算法能進一步減少運行時間,加快比對速度,提高處理效率。本文還簡要討論了算法進行并行化處理的可行性和粒度。本文最后還探討了采用序列相似度比較的方法進行DNA序列比對定位,也探討了從信號與噪聲的角度來理解基因組規(guī)律和基因變異,并對此進行了簡要的分析。
【學(xué)位單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q811.4;TP301.6
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和分析
    1.3 本文的研究內(nèi)容
    1.4 本文的創(chuàng)新點
    1.5 本文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 基于哈希索引定位的序列比對算法
    2.1 SSAHA算法原理與分析
        2.1.1 SSAHA算法流程概覽
        2.1.2 第一階段索引構(gòu)建
        2.1.3 第二階段命中
        2.1.4 第三階段分析處理
        2.1.5 SSAHA算法分析
    2.2 rHAT算法原理與分析
        2.2.1 rHAT算法流程概覽
        2.2.2 第一階段索引構(gòu)建
        2.2.3 第二階段命中定位
        2.2.4 第三階段比對處理
        2.2.5 rHAT算法分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于窗口雙索引表和動態(tài)定位的長序列比對算法
    3.1 WHDL算法的原理詳解
        3.1.1 WHDL算法流程概覽
        3.1.2 第一階段索引構(gòu)建
        3.1.3 第二階段命中定位
        3.1.4 第三階段比對處理
    3.2 WHDL算法分析與小結(jié)
第四章 算法實驗結(jié)果和分析
    4.1 模擬數(shù)據(jù)實驗結(jié)果比較與分析
    4.2 真實數(shù)據(jù)實驗結(jié)果比較與分析
    4.3 結(jié)論
第五章 總結(jié)與探討
    5.1 總結(jié)
    5.2 探討
        5.2.1 采用序列相似度比較進行序列比對定位
        5.2.2 基于信號與噪聲的基因變異處理構(gòu)想
參考文獻
致謝

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李法君;;降解組測序技術(shù)及其研究進展[J];生物學(xué)教學(xué);2017年04期

2 彭桂蘭;陳嘉慧;榮丹箐;;第四代測序技術(shù)[J];農(nóng)村經(jīng)濟與科技;2017年10期

3 王海;;高通量測序技術(shù)新名詞的理解和辨析[J];中國科技術(shù)語;2017年04期

4 權(quán)冰娥;李樹;;新一代DNA測序技術(shù)在法醫(yī)實踐中的應(yīng)用及其研究進展[J];遼寧警察學(xué)院學(xué)報;2017年06期

5 鄭秋燕;李清;毛華明;冷靜;;測序技術(shù)的發(fā)展對瘤胃元基因組研究的影響[J];黑龍江畜牧獸醫(yī);2015年21期

6 韓齊;李媛媛;孫方達;孔保華;陳倩;;新一代測序技術(shù)在食品微生物學(xué)中的應(yīng)用[J];食品工業(yè);2016年01期

7 杜兵兵;;第二代高通量測序技術(shù)的原理及其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進展[J];中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育;2016年03期

8 周瑩;許冰瑩;;二代測序技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)上的相關(guān)應(yīng)用[J];昆明醫(yī)科大學(xué)學(xué)報;2016年03期

9 烏日拉嘎;徐海燕;馮淑貞;孫志宏;孟和畢力格;張和平;;測序技術(shù)的研究進展及三代測序的應(yīng)用[J];中國乳品工業(yè);2016年04期

10 郭海燕;程國虎;李擁軍;張昊;秦康樂;;高通量測序技術(shù)及其在生物學(xué)中的應(yīng)用[J];當(dāng)代畜牧;2016年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 鄒遠;核酸單分子操控和單細胞測序[D];廈門大學(xué);2017年

2 朱家樓;泌尿系統(tǒng)相關(guān)腫瘤基因組學(xué)研究[D];武漢大學(xué);2017年

3 陳科;二代測序平臺進行核酸檢測的新技術(shù)研究[D];東華大學(xué);2018年

4 Arslan Mehboob;利用轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)研究雞lambda干擾素在雞細胞及器官中介導(dǎo)的免疫信號通路[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2019年

5 平捷;高通量測序技術(shù)在個性化醫(yī)療中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2012年

6 謝為博;基于表達譜芯片和新一代測序技術(shù)的高通量基因分型方法的開發(fā)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

7 林強;應(yīng)用第二代高通量測序技術(shù)研究哺乳動物轉(zhuǎn)錄組以及轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制[D];中國科學(xué)院北京基因組研究所;2011年

8 浦丹;兩核苷酸實時合成測序技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];東南大學(xué);2015年

9 王娜;應(yīng)用新一代測序技術(shù)對腎透明細胞癌轉(zhuǎn)錄組的研究[D];吉林大學(xué);2012年

10 聶小軍;基于高通量測序技術(shù)的小麥和紫莖澤蘭基因組學(xué)初步研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 靳柯;基于雙線性回歸的單細胞測序數(shù)據(jù)去噪算法研究[D];華中師范大學(xué);2019年

2 柴貴娟;基于高通量測序技術(shù)對喉癌相關(guān)長鏈非編碼RNA的初步篩選及鑒定[D];吉林大學(xué);2019年

3 周佩霞;面向第三代測序技術(shù)的基因組長序列片段比對算法研究[D];湖南師范大學(xué);2019年

4 王駿;基于深度測序技術(shù)的柑桔衰退病毒新基因型鑒定研究[D];西南大學(xué);2019年

5 劉嬌;采用高通量測序篩選MC4R下游基因表達譜及驗證[D];鄭州大學(xué);2019年

6 方銀瑞;基于Hadoop平臺的下一代測序數(shù)據(jù)處理算法研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2019年

7 李盛源;新一代高通量測序數(shù)據(jù)校正方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2018年

8 潘笑;鹽脅迫甘草愈傷組織轉(zhuǎn)錄組測序分析[D];河北大學(xué);2018年

9 吳德亮;基于降維與聚類的單細胞RNA測序數(shù)據(jù)分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

10 邵韋涵;利用高通量測序技術(shù)對“黃優(yōu)1號”黃顙魚雜交優(yōu)勢的初步解析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

本文編號：2886388