在工業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,細(xì)菌都是一種重要微生物,而研究其生長(zhǎng)曲線特征對(duì)了解和利用微生物具有重要的指導(dǎo)意義。生長(zhǎng)曲線的分析通常是利用數(shù)學(xué)模型來擬合細(xì)菌生長(zhǎng),估算出細(xì)菌的各種生長(zhǎng)參數(shù),并以此研究微生物的生長(zhǎng)規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),即使有些菌株的生長(zhǎng)趨勢(shì)相似,不同的菌株間也存在著生長(zhǎng)差異,因此在分析過程中需要改進(jìn)已有的數(shù)學(xué)模型或者開發(fā)出新模型,進(jìn)一步優(yōu)化分析方法,篩選并獲得有意義的生物學(xué)相關(guān)性的差異。此外,由于近幾年人工智能的發(fā)展,使得機(jī)器學(xué)習(xí)算法被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究的多個(gè)領(lǐng)域,特別是生物學(xué)范疇的多個(gè)研究方向。在此背景下,本文利用機(jī)器學(xué)習(xí)中的聚類分析算法,初步探究了作為模式微生物的大腸桿菌（Escherichia coli）及其基因組變異菌株在不同培養(yǎng)基條件下生長(zhǎng)曲線聚類分析的可行性。首先,本文基于兩個(gè)變量,收集了一系列的生長(zhǎng)曲線。變量一是菌株的基因組長(zhǎng)度。本文選擇了基因組長(zhǎng)度遞減的一系列的變異菌株,用來探究基因組變化對(duì)菌株生長(zhǎng)模式的影響。變量二是培養(yǎng)菌株的培養(yǎng)基。本文用三種不同成分的培養(yǎng)基,分析不同培養(yǎng)基對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)模式的影響。然后本文通過Logistic模型分別擬合了每種培養(yǎng)基條件下不同長(zhǎng)度基因組細(xì)菌的... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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微生物的生長(zhǎng)曲線

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章大腸桿菌在不同培養(yǎng)基的生長(zhǎng)曲線的數(shù)據(jù)收集92.3大腸桿菌生長(zhǎng)曲線數(shù)據(jù)的收集在指數(shù)生長(zhǎng)期早期（OD600<0.05）收集后混合甘油儲(chǔ)存的大腸桿菌培養(yǎng)溶液，在培養(yǎng)基中稀釋100-1000倍并用渦旋攪拌器混合均勻。然后將稀釋后的細(xì)胞混合溶液加載到96孔細(xì)胞培養(yǎng)板上不同位置的多個(gè)孔中，每孔200μl混合溶液。96孔板在37oC下以600轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速在酶標(biāo)儀（Epoch2，BioTek）中培養(yǎng)。同時(shí)，測(cè)量在600nm（OD600）的吸光度下檢測(cè)細(xì)菌生長(zhǎng)數(shù)據(jù)。以30分鐘或者1小時(shí)為時(shí)間間隔，測(cè)量總時(shí)長(zhǎng)為24至48小時(shí)左右。為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)行了重復(fù)試驗(yàn)，對(duì)于每種菌株在每種培養(yǎng)基中分別做了11-30個(gè)生物學(xué)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，總共收集了1015份大腸桿菌生長(zhǎng)曲線，分別包括336條LB培養(yǎng)基生長(zhǎng)曲線、333條MAA培養(yǎng)基生長(zhǎng)曲線和346條M63培養(yǎng)基生長(zhǎng)曲線。這些原始的生長(zhǎng)曲線被用于計(jì)算每種菌株在每種生長(zhǎng)條件下的生長(zhǎng)速率和種群密度。部分生長(zhǎng)曲線如下（圖2.2），全部數(shù)據(jù)見附件1。圖2.2本研究中的部分大腸桿菌生長(zhǎng)曲線Figure2.2RepresentativegrowthcurvesofE.coligainedinthisstudy

圖3.1兩個(gè)模型擬合效果的對(duì)比


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