改進雜交水稻優(yōu)化算法在多目標聚類中的應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2021-03-20 13:06
隨著世界現(xiàn)代科技的高速發(fā)展,在大數(shù)據(jù)時代下對分析數(shù)據(jù)的能力要求逐步提升。聚類常被稱為無監(jiān)督分類方法,是一項被廣泛應(yīng)用而常見的數(shù)據(jù)分析技術(shù)。近年來,以智能優(yōu)化算法的目標函數(shù)最優(yōu)化為核心基礎(chǔ)的聚類數(shù)據(jù)分析方法成為研究熱點,其中具有克服聚類局限性和擺脫對初始類中心敏感的優(yōu)勢的多目標優(yōu)化聚類技術(shù)已被應(yīng)用于圖像分割,遙感影像和基因信息工程等領(lǐng)域。然而,多目標優(yōu)化算法仍存在操作結(jié)構(gòu)復(fù)雜,解集分布均勻度不足和運行效率低等問題,因此其相關(guān)理論值得進一步的研究。雜交水稻優(yōu)化算法是一種模擬三系雜交稻育種的啟發(fā)式算法,其與生俱來的排序育種機制和個體多樣性,結(jié)構(gòu)簡單便于實現(xiàn),使得其有可能成為一種潛在的性能良好的多目標優(yōu)化算法。本文提出了一種多目標雜交水稻優(yōu)化算法,其結(jié)構(gòu)簡單且運行效率高。本文的主要工作如下:1.設(shè)計了一種改進劃分機制的雜交水稻優(yōu)化算法;倦s交水稻優(yōu)化算法在設(shè)計之初所采用的貪婪策略,導(dǎo)致其收斂可能過快,深入研究其結(jié)構(gòu)特征,探究其三系劃分中的貪婪策略的缺陷,改良育種劃分機制,改進方法可緩解原算法尋優(yōu)時在收斂和多樣性上矛盾,提升其在全局和局部搜索上的綜合能力。通過CEC2015基準測試函數(shù)進行驗證...
【文章來源】:湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
“三系”材料的花藥和花粉形態(tài)圖[69]
湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文23第3章基于改進種群劃分機制的雜交水稻優(yōu)化算法袁隆平院士至今仍在致力于雜交水稻的研究,農(nóng)業(yè)科研沒有一勞永逸的成果,同理,雜交水稻優(yōu)化算法的研究也得到了持續(xù)發(fā)展,本章將介紹一種基于改進種群劃分機制的改進雜交水稻優(yōu)化算法(后文稱為改進雜交水稻優(yōu)化算法)。3.1改進方法的靈感來源在基本雜交水稻優(yōu)化算法中,其靈感來源于早期的雜交稻育種機制。單一的遺傳基因在農(nóng)作物大規(guī)模推廣中持續(xù)隔代保留,傳統(tǒng)的雜交育種方式會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來潛在的巨大風險,一旦發(fā)生物種病變或者環(huán)境突變,農(nóng)作物單一性狀形成的物種脆弱性甚至會招致糧食危機。秈稻和粳稻為雜交稻的兩種不親和的亞種,雖然其雜交優(yōu)勢比較明顯,但天然的亞種雜交會導(dǎo)致結(jié)實率低,且某些生物性狀不穩(wěn)定。新時代下的基因技術(shù)和儀器水平的提升以及廣和親基因的發(fā)現(xiàn)使得具備優(yōu)良性狀秈粳雜交亞種成為可能,傳統(tǒng)恢保關(guān)系也得到進一步的發(fā)展和變革。新世紀初以來,寧波農(nóng)業(yè)科學(xué)院和中國水稻研究所等科研單位,利用廣親和基因的特征完成了不育系粳稻和中間型秈粳的結(jié)合育種,選育出了“甬優(yōu)6號”、“春優(yōu)58”、“春優(yōu)84”等典型的秈粳亞種間雜交稻[71],樣本圖如圖3.1所示。圖3.1粳不秈恢亞種間雜交稻與雜交粳稻、雜交秈稻生長優(yōu)勢對比圖[71]通過對一直以來的雜交水稻育種相關(guān)技術(shù)資料的廣泛研讀,可發(fā)現(xiàn)雜交稻中關(guān)鍵角色是不育系,本文暫可列出以下四種利用相關(guān)技術(shù)培育優(yōu)良不育系的方法。
湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文24方法1:隱藏在花藥以及花粉種子中的特定觸發(fā)功能將激發(fā)細胞毒素基因表達,如果阻斷細胞毒素基因表達則可以形成恢復(fù)系,其分子機制如圖3.2所示。圖3.2野敗型細胞質(zhì)雄性不育與恢復(fù)性的分子機理示意圖[69]方法2:借助于誘導(dǎo)型啟動子驅(qū)動核不育基因,形成人工育性可控系。方法3:孢子體-無菌突變體的篩選,生殖能力相關(guān)的野生型基因的克隆,花粉無生殖能力基因和熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)換,獲得一種特殊的雜種個體,該類型的種子可以獲得雜種種子生產(chǎn)的使用。方法4:基因編輯技術(shù)可以將現(xiàn)有優(yōu)良三系保持系和其他品種中的光溫敏不育的野生型基因(如TMS5,CSA)定點清除,培育出新一代光溫敏不育系[72]。圖3.3智能型核雄/雌性不育系的育性調(diào)控和制種原理圖[72]
【參考文獻】:
期刊論文
[1]加強人工智能深入學(xué)習在醫(yī)學(xué)影像學(xué)臨床應(yīng)用領(lǐng)域的研究[J]. 李坤成. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2019(12)
[2]面向智能生產(chǎn)車間的多AGV系統(tǒng)多目標調(diào)度優(yōu)化[J]. 楊智飛,蘇春,胡祥濤,陳帝江. 東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(06)
[3]自適應(yīng)協(xié)同學(xué)習水波優(yōu)化算法[J]. 顧啟元,王俊祥. 小型微型計算機系統(tǒng). 2019(09)
[4]孤立點分析在審計疑點發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用探討——基于K-Means聚類算法的Python實現(xiàn)[J]. 陳旭,陳紅平. 會計之友. 2019(17)
[5]考慮柔性負荷的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度[J]. 薛開陽,楚瀛,凌梓,李子林. 可再生能源. 2019(08)
[6]基于多目標蝗蟲優(yōu)化算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 黃超,梁圣濤,張毅,張杰. 計算機應(yīng)用. 2019(10)
[7]基于模糊C均值聚類和轉(zhuǎn)子軸心軌跡特征的轉(zhuǎn)子狀態(tài)診斷[J]. 溫廣瑞,陳征,張志芬. 振動與沖擊. 2019(15)
[8]衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中基于雙向?qū)?yōu)粒子群優(yōu)化算法的連接計劃設(shè)計[J]. 戴翠琴,唐煌,郭林峰. 通信學(xué)報. 2019(08)
[9]水稻育性調(diào)控的分子遺傳研究進展[J]. 謝勇堯,湯金濤,楊博文,胡駿,劉耀光,陳樂天. 遺傳. 2019(08)
[10]基于改進灰狼算法優(yōu)化支持向量機的人臉識別[J]. 馮璋,裴東,王維. 計算機工程與科學(xué). 2019(06)
博士論文
[1]基于多目標進化模糊聚類的圖像分割方法研究[D]. 張夢璇.西安電子科技大學(xué) 2017
[2]基于資源動態(tài)配置的密集型無線局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)研究[D]. 盧洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]計算智能在電力系統(tǒng)多目標優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D]. 葉承晉.浙江大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于雜交水稻算法的分類器權(quán)重優(yōu)化研究[D]. 楊娟.湖北工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于改進的FCM遙感圖像聚類算法的研究與應(yīng)用[D]. 張景柯.南京信息工程大學(xué) 2017
[3]基于多目標免疫算法的網(wǎng)絡(luò)個性化推薦[D]. 王玉林.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于聚類分析的遙感圖像分割技術(shù)研究[D]. 盧俏.河北工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號:3091048
【文章來源】:湖北工業(yè)大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
“三系”材料的花藥和花粉形態(tài)圖[69]
湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文23第3章基于改進種群劃分機制的雜交水稻優(yōu)化算法袁隆平院士至今仍在致力于雜交水稻的研究,農(nóng)業(yè)科研沒有一勞永逸的成果,同理,雜交水稻優(yōu)化算法的研究也得到了持續(xù)發(fā)展,本章將介紹一種基于改進種群劃分機制的改進雜交水稻優(yōu)化算法(后文稱為改進雜交水稻優(yōu)化算法)。3.1改進方法的靈感來源在基本雜交水稻優(yōu)化算法中,其靈感來源于早期的雜交稻育種機制。單一的遺傳基因在農(nóng)作物大規(guī)模推廣中持續(xù)隔代保留,傳統(tǒng)的雜交育種方式會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來潛在的巨大風險,一旦發(fā)生物種病變或者環(huán)境突變,農(nóng)作物單一性狀形成的物種脆弱性甚至會招致糧食危機。秈稻和粳稻為雜交稻的兩種不親和的亞種,雖然其雜交優(yōu)勢比較明顯,但天然的亞種雜交會導(dǎo)致結(jié)實率低,且某些生物性狀不穩(wěn)定。新時代下的基因技術(shù)和儀器水平的提升以及廣和親基因的發(fā)現(xiàn)使得具備優(yōu)良性狀秈粳雜交亞種成為可能,傳統(tǒng)恢保關(guān)系也得到進一步的發(fā)展和變革。新世紀初以來,寧波農(nóng)業(yè)科學(xué)院和中國水稻研究所等科研單位,利用廣親和基因的特征完成了不育系粳稻和中間型秈粳的結(jié)合育種,選育出了“甬優(yōu)6號”、“春優(yōu)58”、“春優(yōu)84”等典型的秈粳亞種間雜交稻[71],樣本圖如圖3.1所示。圖3.1粳不秈恢亞種間雜交稻與雜交粳稻、雜交秈稻生長優(yōu)勢對比圖[71]通過對一直以來的雜交水稻育種相關(guān)技術(shù)資料的廣泛研讀,可發(fā)現(xiàn)雜交稻中關(guān)鍵角色是不育系,本文暫可列出以下四種利用相關(guān)技術(shù)培育優(yōu)良不育系的方法。
湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文24方法1:隱藏在花藥以及花粉種子中的特定觸發(fā)功能將激發(fā)細胞毒素基因表達,如果阻斷細胞毒素基因表達則可以形成恢復(fù)系,其分子機制如圖3.2所示。圖3.2野敗型細胞質(zhì)雄性不育與恢復(fù)性的分子機理示意圖[69]方法2:借助于誘導(dǎo)型啟動子驅(qū)動核不育基因,形成人工育性可控系。方法3:孢子體-無菌突變體的篩選,生殖能力相關(guān)的野生型基因的克隆,花粉無生殖能力基因和熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)換,獲得一種特殊的雜種個體,該類型的種子可以獲得雜種種子生產(chǎn)的使用。方法4:基因編輯技術(shù)可以將現(xiàn)有優(yōu)良三系保持系和其他品種中的光溫敏不育的野生型基因(如TMS5,CSA)定點清除,培育出新一代光溫敏不育系[72]。圖3.3智能型核雄/雌性不育系的育性調(diào)控和制種原理圖[72]
【參考文獻】:
期刊論文
[1]加強人工智能深入學(xué)習在醫(yī)學(xué)影像學(xué)臨床應(yīng)用領(lǐng)域的研究[J]. 李坤成. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2019(12)
[2]面向智能生產(chǎn)車間的多AGV系統(tǒng)多目標調(diào)度優(yōu)化[J]. 楊智飛,蘇春,胡祥濤,陳帝江. 東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(06)
[3]自適應(yīng)協(xié)同學(xué)習水波優(yōu)化算法[J]. 顧啟元,王俊祥. 小型微型計算機系統(tǒng). 2019(09)
[4]孤立點分析在審計疑點發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用探討——基于K-Means聚類算法的Python實現(xiàn)[J]. 陳旭,陳紅平. 會計之友. 2019(17)
[5]考慮柔性負荷的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度[J]. 薛開陽,楚瀛,凌梓,李子林. 可再生能源. 2019(08)
[6]基于多目標蝗蟲優(yōu)化算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 黃超,梁圣濤,張毅,張杰. 計算機應(yīng)用. 2019(10)
[7]基于模糊C均值聚類和轉(zhuǎn)子軸心軌跡特征的轉(zhuǎn)子狀態(tài)診斷[J]. 溫廣瑞,陳征,張志芬. 振動與沖擊. 2019(15)
[8]衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中基于雙向?qū)?yōu)粒子群優(yōu)化算法的連接計劃設(shè)計[J]. 戴翠琴,唐煌,郭林峰. 通信學(xué)報. 2019(08)
[9]水稻育性調(diào)控的分子遺傳研究進展[J]. 謝勇堯,湯金濤,楊博文,胡駿,劉耀光,陳樂天. 遺傳. 2019(08)
[10]基于改進灰狼算法優(yōu)化支持向量機的人臉識別[J]. 馮璋,裴東,王維. 計算機工程與科學(xué). 2019(06)
博士論文
[1]基于多目標進化模糊聚類的圖像分割方法研究[D]. 張夢璇.西安電子科技大學(xué) 2017
[2]基于資源動態(tài)配置的密集型無線局域網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)研究[D]. 盧洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]計算智能在電力系統(tǒng)多目標優(yōu)化中的應(yīng)用研究[D]. 葉承晉.浙江大學(xué) 2015
碩士論文
[1]基于雜交水稻算法的分類器權(quán)重優(yōu)化研究[D]. 楊娟.湖北工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于改進的FCM遙感圖像聚類算法的研究與應(yīng)用[D]. 張景柯.南京信息工程大學(xué) 2017
[3]基于多目標免疫算法的網(wǎng)絡(luò)個性化推薦[D]. 王玉林.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于聚類分析的遙感圖像分割技術(shù)研究[D]. 盧俏.河北工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號:3091048
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