隨著生物技術(shù)的不斷進(jìn)步,生物數(shù)據(jù)爆炸式增加,信息技術(shù)的迅速發(fā)展使得研究海量生物數(shù)據(jù)成為可能。將數(shù)據(jù)間復(fù)雜結(jié)構(gòu)抽象成的生物網(wǎng)絡(luò)逐漸成為生物領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),其中腸道微生物網(wǎng)絡(luò)仍有很多探究的空間。目前腸道微生物分析的主要方法是微生物多樣性研究和微生物基因序列對(duì)應(yīng)功能的研究,缺少了腸道微生物內(nèi)部復(fù)雜耦合關(guān)系的探索。為了研究腸道微生物中的相互作用的復(fù)合體,本文引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的模塊分析,揭示微生物數(shù)據(jù)中的模塊化結(jié)構(gòu)。同時(shí)針對(duì)微生物網(wǎng)絡(luò)中存在的難以檢測(cè)的隱變量、隱關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不均衡的問(wèn)題,本文使用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中的網(wǎng)絡(luò)嵌入技術(shù),將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信息轉(zhuǎn)換為嵌入向量,從而增加網(wǎng)絡(luò)特征的分析維度去解決上述問(wèn)題。本文通過(guò)構(gòu)建一階微生物網(wǎng)絡(luò)和高階微生物嵌入網(wǎng)絡(luò),再引入網(wǎng)絡(luò)模塊分析,對(duì)比腸道微生物個(gè)體分析發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析能夠得到一致性強(qiáng)的模塊,并且還能夠挖掘出腸道微生物數(shù)據(jù)中的潛在信息,為后續(xù)功能模塊的提取打下基礎(chǔ)。該分析方法還可以應(yīng)用到其他生物領(lǐng)域研究中,解析復(fù)雜生物復(fù)合體結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類(lèi)】：Q811.4;TP181
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 論文工作內(nèi)容
    1.4 文章結(jié)構(gòu)
第2章 相關(guān)理論基礎(chǔ)
    2.1 生物網(wǎng)絡(luò)
    2.2 圖論基礎(chǔ)
        2.2.1 圖的概念
        2.2.2 圖特征
    2.3 網(wǎng)絡(luò)譜聚類(lèi)
    2.4 網(wǎng)絡(luò)嵌入
        2.4.1 網(wǎng)絡(luò)嵌入概念
        2.4.2 網(wǎng)絡(luò)嵌入方法
    2.5 聚類(lèi)評(píng)估方法——輪廓系數(shù)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 腸道微生物網(wǎng)絡(luò)建模
    3.1 前言
    3.2 試驗(yàn)材料與預(yù)處理
    3.3 模型描述
    3.4 本章小結(jié)
第4章 網(wǎng)絡(luò)模塊的性質(zhì)研究
    4.1 模塊及代謝物分別與時(shí)間的相關(guān)性分析
        4.1.1 模塊與時(shí)間的相關(guān)性分析
        4.1.2 關(guān)鍵代謝物與培養(yǎng)時(shí)間的關(guān)聯(lián)
    4.2 關(guān)鍵代謝物與OTU及菌群模塊相關(guān)性分析
    4.3 一階網(wǎng)絡(luò)和高階網(wǎng)絡(luò)部分模塊jaccard相似度分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 網(wǎng)絡(luò)模塊功能探究及應(yīng)用
    5.1 腸道菌群網(wǎng)絡(luò)模塊特征對(duì)代謝組進(jìn)行聚類(lèi)分析
    5.2 環(huán)境菌群特征對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行回歸預(yù)測(cè)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和預(yù)處理
        5.2.2 環(huán)境菌群模塊對(duì)環(huán)境因子的回歸預(yù)測(cè)
    5.3 菌群網(wǎng)絡(luò)模塊代謝功能探究
        5.3.1 前言
        5.3.2 材料和方法
        5.3.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
作者在讀期間研究成果
致謝

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本文編號(hào)：2878154