利用多目標(biāo)優(yōu)化方法研究聚球藻的代謝網(wǎng)絡(luò)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-11 23:43
生物質(zhì)能是自然界中的一種可再生清潔能源,具有可獲取性強(qiáng)、污染極小、資源總量大等特點(diǎn),隨著世界石油能源越來(lái)越匱乏和全球氣候的劇烈演變,提高生物質(zhì)能的生成速率,對(duì)能源體系的建立和發(fā)展有著十分重要的意義。光合生物藍(lán)細(xì)菌聚球藻作為唯一一種可以儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)目稍偕茉?可通過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在生物體內(nèi)部的生物質(zhì)能。聚球藻所具有的分布極廣、易于存活、強(qiáng)固氮能力和全球碳循環(huán)的主要參與者的特點(diǎn),使它成為近些年來(lái)的熱門研究對(duì)象。生物體將體內(nèi)各個(gè)組分和結(jié)構(gòu)單元相互聯(lián)系成為一個(gè)整體,從生物體細(xì)胞代謝全局的角度著手,可對(duì)生物體內(nèi)復(fù)雜的功能與作用進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)生物體進(jìn)行代謝網(wǎng)絡(luò)層面上的研究,可以了解生物體的代謝過(guò)程和網(wǎng)絡(luò)特性,為更好的認(rèn)識(shí)生物體生命演化、促進(jìn)生物工程進(jìn)一步發(fā)展和生產(chǎn)優(yōu)良目標(biāo)代謝物打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文以聚球藻的iJB785模型為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,研究代謝網(wǎng)絡(luò)的特性和內(nèi)在聯(lián)系,并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)。建立基于約束的代謝網(wǎng)絡(luò)模型,利用通量平衡分析(FBA)敲除不同的反應(yīng),通過(guò)觀察分析這些被敲除的反應(yīng)對(duì)代謝網(wǎng)絡(luò)中其他反應(yīng)和重要代謝途徑的影響情況,找到影響較大的幾個(gè)反應(yīng),并觀察這些反應(yīng)對(duì)生物體目標(biāo)函...
【文章來(lái)源】:貴州師范大學(xué)貴州省
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 代謝網(wǎng)絡(luò)研究背景及生物學(xué)意義
1.1.1 系統(tǒng)生物學(xué)
1.1.2 代謝網(wǎng)絡(luò)
1.2 光合作用和光合生物聚球藻
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 生物學(xué)數(shù)據(jù)及模型構(gòu)建
2.1 分析生物學(xué)數(shù)據(jù)的工具及數(shù)據(jù)來(lái)源
2.1.1 分析生物學(xué)數(shù)據(jù)的工具
2.1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源
2.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
2.3 模型的構(gòu)建
2.3.1 模型的加載與初始化
2.3.2 模型的調(diào)試
2.4 小結(jié)
第三章 代謝網(wǎng)絡(luò)模型分析方法與應(yīng)用
3.1 iJB785代謝網(wǎng)絡(luò)模型的特性
3.1.1 代謝反應(yīng)和代謝物的區(qū)室劃分
3.1.2 代謝途徑的劃分
3.1.3 代謝網(wǎng)絡(luò)中重要的子系統(tǒng)
3.2 基于約束的建模方法介紹
3.2.1 通量平衡分析
3.2.2 通量可變性分析
3.2.3 均勻隨機(jī)取樣分析
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.3.1 通量平衡分析結(jié)果與討論
3.3.2 通量可變性分析結(jié)果與討論
3.3.3 均勻隨機(jī)取樣分析結(jié)果與討論
3.4 小結(jié)
第四章 多目標(biāo)優(yōu)化方法研究代謝網(wǎng)絡(luò)
4.1 方法介紹
4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.3 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間科研和論文情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于蒙特卡羅方法的速率分布函數(shù)演化過(guò)程研究[J]. 尹增謙,武麗姣. 物理與工程. 2020(04)
[2]運(yùn)用COBRA方法研究聚球藻代謝網(wǎng)絡(luò)[J]. 趙圓圓,付子爔,申鐵. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[3]作物組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的比較和應(yīng)用[J]. 宋潔,吳永波,周躍恒,柳波娟,王楠,郝轉(zhuǎn)芳,吳元奇. 遺傳. 2018(07)
[4]植物J蛋白的生物學(xué)功能及其作用機(jī)制[J]. 張馳,劉丹丹,劉建中. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版). 2018(03)
[5]生物網(wǎng)絡(luò)在生物功能分析中的應(yīng)用[J]. 郭昌,傅明駿. 高師理科學(xué)刊. 2018(03)
[6]由代謝網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)菌種代謝工程改造新策略[J]. 袁倩倩,李斐然,羅浩,馬紅武,趙學(xué)明. 化工進(jìn)展. 2017(12)
[7]代謝網(wǎng)絡(luò)流分析方法概述[J]. 龐建,劉占英,郝敏. 生物學(xué)雜志. 2016(04)
[8]通量平衡分析的進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 顏思奇,李娟,方慧生. 藥物生物技術(shù). 2015(03)
[9]生物質(zhì)氣化的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)分析[J]. 孫寅聰,岳增合,楊彥竹,楊薇,師新廣. 河南科學(xué). 2014(10)
[10]基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)模型的自動(dòng)化重構(gòu)[J]. 柴文平,薛衛(wèi),張梁,石貴陽(yáng). 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(09)
博士論文
[1]基于16srRNA和代謝組技術(shù)研究三萜皂苷調(diào)控犢牛瘤胃代謝機(jī)制[D]. 王炳.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2018
[2]基于超圖理論的生物代謝網(wǎng)絡(luò)流量大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析與可視化研究[D]. 張正東.貴州大學(xué) 2017
[3]大白菜細(xì)胞核雄性不育相關(guān)基因挖掘與鑒定[D]. 周雪.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[4]OsNOA1調(diào)控葉綠體蛋白合成的機(jī)理研究[D]. 賀涵.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[5]基于生物網(wǎng)絡(luò)的大鼠再生肝細(xì)胞基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)分析[D]. 周運(yùn).河南師范大學(xué) 2016
[6]棉花雄性不育及黃萎病菌誘導(dǎo)相關(guān)microRNA的表達(dá)分析[D]. 張玉娟.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[7]基于基因表達(dá)譜和代謝組的結(jié)直腸癌相關(guān)代謝通路分析[D]. 李丹.浙江大學(xué) 2015
[8]隨機(jī)微分方程系統(tǒng)在信號(hào)傳導(dǎo)通路和代謝網(wǎng)絡(luò)噪聲模型中的應(yīng)用[D]. 黃偉.復(fù)旦大學(xué) 2014
[9]系統(tǒng)生物學(xué)水平解析維生素C生產(chǎn)菌株生理特性與相互作用關(guān)系[D]. 鄒偉.江南大學(xué) 2013
[10]小鼠肝竇內(nèi)皮細(xì)胞蛋白質(zhì)表達(dá)譜的構(gòu)建[D]. 侯玉芳.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]用于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的深度生成模型的研究與應(yīng)用[D]. 常菁.北京交通大學(xué) 2018
[2]磺胺二甲基嘧啶降解菌的篩選及降解特性研究[D]. 付袁芝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]Thermotoga neapolitana來(lái)源的丙酮酸鐵氧化還原蛋白酶基因的克隆表達(dá)及酶學(xué)性質(zhì)分析[D]. 倪黎.江蘇大學(xué) 2018
[4]生物合成對(duì)羥基苯甲酸的釀酒酵母基因工程菌的構(gòu)建[D]. 耿娜.北京化工大學(xué) 2018
[5]基于熱力學(xué)約束的克雷伯氏桿菌產(chǎn)1,3-丙二醇代謝通量?jī)?yōu)化分析[D]. 張凱.青島科技大學(xué) 2017
[6]嗜鐵藻JSC-1的全基因組代謝網(wǎng)絡(luò)模型的重構(gòu)及模擬分析[D]. 康林園.北京化工大學(xué) 2017
[7]整合表達(dá)數(shù)據(jù)分析代謝網(wǎng)絡(luò)的方法研究及應(yīng)用[D]. 汪慧.東南大學(xué) 2017
[8]基于指狀青霉多組學(xué)數(shù)據(jù)的全基因組代謝模型構(gòu)建與耐藥過(guò)程模擬[D]. 張?jiān)艥?華中師范大學(xué) 2017
[9]攜帶耐藥質(zhì)粒沙門菌的代謝組學(xué)的初步研究[D]. 吳芮庭.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[10]甘油代謝目標(biāo)函數(shù)計(jì)算問(wèn)題的多層規(guī)劃模型與求解方法[D]. 張黎.渤海大學(xué) 2016
本文編號(hào):3182322
【文章來(lái)源】:貴州師范大學(xué)貴州省
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 代謝網(wǎng)絡(luò)研究背景及生物學(xué)意義
1.1.1 系統(tǒng)生物學(xué)
1.1.2 代謝網(wǎng)絡(luò)
1.2 光合作用和光合生物聚球藻
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 生物學(xué)數(shù)據(jù)及模型構(gòu)建
2.1 分析生物學(xué)數(shù)據(jù)的工具及數(shù)據(jù)來(lái)源
2.1.1 分析生物學(xué)數(shù)據(jù)的工具
2.1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源
2.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
2.3 模型的構(gòu)建
2.3.1 模型的加載與初始化
2.3.2 模型的調(diào)試
2.4 小結(jié)
第三章 代謝網(wǎng)絡(luò)模型分析方法與應(yīng)用
3.1 iJB785代謝網(wǎng)絡(luò)模型的特性
3.1.1 代謝反應(yīng)和代謝物的區(qū)室劃分
3.1.2 代謝途徑的劃分
3.1.3 代謝網(wǎng)絡(luò)中重要的子系統(tǒng)
3.2 基于約束的建模方法介紹
3.2.1 通量平衡分析
3.2.2 通量可變性分析
3.2.3 均勻隨機(jī)取樣分析
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.3.1 通量平衡分析結(jié)果與討論
3.3.2 通量可變性分析結(jié)果與討論
3.3.3 均勻隨機(jī)取樣分析結(jié)果與討論
3.4 小結(jié)
第四章 多目標(biāo)優(yōu)化方法研究代謝網(wǎng)絡(luò)
4.1 方法介紹
4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.3 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間科研和論文情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于蒙特卡羅方法的速率分布函數(shù)演化過(guò)程研究[J]. 尹增謙,武麗姣. 物理與工程. 2020(04)
[2]運(yùn)用COBRA方法研究聚球藻代謝網(wǎng)絡(luò)[J]. 趙圓圓,付子爔,申鐵. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[3]作物組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的比較和應(yīng)用[J]. 宋潔,吳永波,周躍恒,柳波娟,王楠,郝轉(zhuǎn)芳,吳元奇. 遺傳. 2018(07)
[4]植物J蛋白的生物學(xué)功能及其作用機(jī)制[J]. 張馳,劉丹丹,劉建中. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版). 2018(03)
[5]生物網(wǎng)絡(luò)在生物功能分析中的應(yīng)用[J]. 郭昌,傅明駿. 高師理科學(xué)刊. 2018(03)
[6]由代謝網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)菌種代謝工程改造新策略[J]. 袁倩倩,李斐然,羅浩,馬紅武,趙學(xué)明. 化工進(jìn)展. 2017(12)
[7]代謝網(wǎng)絡(luò)流分析方法概述[J]. 龐建,劉占英,郝敏. 生物學(xué)雜志. 2016(04)
[8]通量平衡分析的進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 顏思奇,李娟,方慧生. 藥物生物技術(shù). 2015(03)
[9]生物質(zhì)氣化的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)分析[J]. 孫寅聰,岳增合,楊彥竹,楊薇,師新廣. 河南科學(xué). 2014(10)
[10]基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)模型的自動(dòng)化重構(gòu)[J]. 柴文平,薛衛(wèi),張梁,石貴陽(yáng). 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(09)
博士論文
[1]基于16srRNA和代謝組技術(shù)研究三萜皂苷調(diào)控犢牛瘤胃代謝機(jī)制[D]. 王炳.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2018
[2]基于超圖理論的生物代謝網(wǎng)絡(luò)流量大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析與可視化研究[D]. 張正東.貴州大學(xué) 2017
[3]大白菜細(xì)胞核雄性不育相關(guān)基因挖掘與鑒定[D]. 周雪.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[4]OsNOA1調(diào)控葉綠體蛋白合成的機(jī)理研究[D]. 賀涵.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[5]基于生物網(wǎng)絡(luò)的大鼠再生肝細(xì)胞基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)分析[D]. 周運(yùn).河南師范大學(xué) 2016
[6]棉花雄性不育及黃萎病菌誘導(dǎo)相關(guān)microRNA的表達(dá)分析[D]. 張玉娟.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[7]基于基因表達(dá)譜和代謝組的結(jié)直腸癌相關(guān)代謝通路分析[D]. 李丹.浙江大學(xué) 2015
[8]隨機(jī)微分方程系統(tǒng)在信號(hào)傳導(dǎo)通路和代謝網(wǎng)絡(luò)噪聲模型中的應(yīng)用[D]. 黃偉.復(fù)旦大學(xué) 2014
[9]系統(tǒng)生物學(xué)水平解析維生素C生產(chǎn)菌株生理特性與相互作用關(guān)系[D]. 鄒偉.江南大學(xué) 2013
[10]小鼠肝竇內(nèi)皮細(xì)胞蛋白質(zhì)表達(dá)譜的構(gòu)建[D]. 侯玉芳.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]用于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的深度生成模型的研究與應(yīng)用[D]. 常菁.北京交通大學(xué) 2018
[2]磺胺二甲基嘧啶降解菌的篩選及降解特性研究[D]. 付袁芝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]Thermotoga neapolitana來(lái)源的丙酮酸鐵氧化還原蛋白酶基因的克隆表達(dá)及酶學(xué)性質(zhì)分析[D]. 倪黎.江蘇大學(xué) 2018
[4]生物合成對(duì)羥基苯甲酸的釀酒酵母基因工程菌的構(gòu)建[D]. 耿娜.北京化工大學(xué) 2018
[5]基于熱力學(xué)約束的克雷伯氏桿菌產(chǎn)1,3-丙二醇代謝通量?jī)?yōu)化分析[D]. 張凱.青島科技大學(xué) 2017
[6]嗜鐵藻JSC-1的全基因組代謝網(wǎng)絡(luò)模型的重構(gòu)及模擬分析[D]. 康林園.北京化工大學(xué) 2017
[7]整合表達(dá)數(shù)據(jù)分析代謝網(wǎng)絡(luò)的方法研究及應(yīng)用[D]. 汪慧.東南大學(xué) 2017
[8]基于指狀青霉多組學(xué)數(shù)據(jù)的全基因組代謝模型構(gòu)建與耐藥過(guò)程模擬[D]. 張?jiān)艥?華中師范大學(xué) 2017
[9]攜帶耐藥質(zhì)粒沙門菌的代謝組學(xué)的初步研究[D]. 吳芮庭.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[10]甘油代謝目標(biāo)函數(shù)計(jì)算問(wèn)題的多層規(guī)劃模型與求解方法[D]. 張黎.渤海大學(xué) 2016
本文編號(hào):3182322
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/swxlw/3182322.html
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