腸道菌群與人體健康密切相關,在代謝和免疫系統(tǒng)中扮演重要角色。二代測序技術和生物信息學的迅速發(fā)展使得腸道菌群和宿主互作關系的研究不斷深入,但由于以往研究集中于單個隊列或小型數(shù)據(jù)庫,限制了對腸道菌群靶向調節(jié)宿主健康機制的透徹解析。本文基于美國腸道微生物組計劃（American Gut Project,AGP）和SRA數(shù)據(jù)庫的腸道菌群測序大數(shù)據(jù),首先通過相關性分析解析腸道菌群與宿主背景信息的關聯(lián)性,其次通過多樣性、物種差異和代謝通路分析等繪制便秘、糖尿病、心腦血管疾病、炎癥性腸病、腸易激綜合征、肥胖和自閉癥等疾病人群的腸道菌群特征圖譜,最后基于多種特征選擇和建模方法構建腸道菌群便秘精準預測模型,并通過人群試驗對模型準確性進行驗證。為解析腸道菌群在調節(jié)宿主健康的作用機制和開發(fā)菌群靶向性的食品微生物資源奠定理論基礎。主要研究結果如下:（1）通過基于 Unweighted Unifrac 距離矩陣,Weighted Unifrac 距離矩陣和 Bray-Curtis 距離矩陣,進行置換多元方差分析（PERMEANOVA/Adonis）分析,相似性分析（Analysis of similaritie... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
中英文縮略詞對照表
1 緒論
    1.1 腸道菌群與人體健康的聯(lián)系
        1.1.1 人體腸道菌群的組成與特征
        1.1.2 影響腸道菌群的因素
        1.1.3 腸道菌群與疾病的聯(lián)系
    1.2 機器學習在腸道菌群中的應用
        1.2.1 機器學習概述
        1.2.2 大數(shù)據(jù)與腸道菌群研究
        1.2.3 基于腸道菌群的疾病預測模型
    1.3 論文立題背景及意義
    1.4 本文主要研究內容
2 材料與方法
    2.1 實驗材料與儀器
        2.1.1 數(shù)據(jù)來源
        2.1.2 主要試劑
        2.1.3 主要設備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 數(shù)據(jù)的篩選及預處理
        2.2.2 腸道菌群組成的測定
        2.2.3 擴增子測序數(shù)據(jù)的處理
        2.2.4 腸道菌群與宿主背景信息的相關性分析
        2.2.5 常見疾病腸道菌群特征圖譜的解析
        2.2.6 預測模型的建立及優(yōu)化
3 結果與討論
    3.1 腸道菌群與宿主背景信息的相關性
        3.1.1 基于Adonis分析腸道菌群與宿主背景信息的相關性
        3.1.2 基于Anosim分析腸道菌群與宿主背景信息的相關性
        3.1.3 基于MRPP分析腸道菌群與宿主背景信息的相關性
    3.2 常見疾病腸道菌群的特征圖譜解析
        3.2.1 腸道菌群數(shù)據(jù)的收集及處理
        3.2.2 代謝類疾病與腸道菌群的關系
        3.2.3 消化道疾病與腸道菌群的關系
        3.2.4 神經(jīng)系統(tǒng)疾病與腸道菌群的關系
    3.3 基于腸道菌群的便秘預測模型的建立及優(yōu)化
        3.3.1 數(shù)據(jù)的獲取及預處理
        3.3.2 便秘預測模型的建立
        3.3.3 便秘預測模型的應用
        3.3.4 便秘預測模型的優(yōu)化
        3.3.5 便秘的生物標記物的識別
4 主要結論與展望
致謝
參考文獻
附錄: 作者攻讀碩士期間發(fā)表的文章



本文編號：3686772