基于系统进化树的重大工程复杂性动态演化研究

通过文献析出重大工程影响因素形成重大工程复杂系统,并移植生物进化生态理论于重大工程研究领域中,结合“情境-策略”的适应性等特征,探索了复杂程度影响因素在重大工程发展过程中的变化程度和演化过程。研究发现,随着复杂性的增强,战略、价值、文化、跨组织、信息等相关影响因素得到了强烈进化,并凸显出高度复杂性。53个影响因素中有26个因素达到了5次进化,占比达到49.06%,表明系统总体进化水平高。该研究可以丰富重大工程复杂性的理论维度与影响因素,解释重大工程复杂性的来源,预测复杂性影响因素的未来走向,了解复杂性维度与影响因素之间的相关性。

进化树方法的建模原理及大数据时代的金融保险风险预测

大数据时代的来临加深了经济学的研究范式改革,推动社会科学研究由模型驱动向数据驱动转型。本文将机器学习算法引入预测建模,探讨机器学习如何在金融保险领域的风险预测中发挥作用。在经济预测建模中,传统统计回归无法胜任复杂关系的捕捉,而传统的CART决策树容易陷入局部最优而导致预测水平不足的问题。作为一种较新的机器学习方法,进化树是对传统决策树的改进,本文重点对进化树算法的基本原理进行探讨。进化算法应用于树的生成,可以达到全局最优。在经济预测建模应用方面,本文选取机器学习平台OpenML上的两个数据集(Credit和WorkersCompensation),将树方法应用于预测分析:对于Credit数据集,通过构建分类树,探索影响银行客户信用风险发生的可能因素;对于WorkersCompensation数据集,通过构建回归树,对工伤保险赔付进行预测建模,同时探索工伤保险赔付的影响因素。结果发现,进化树算法在保持一定可解释性的同时,能有效提升分类准确率和预测精度。同时,由于树方法会隐性地体现变量之间的交互项和非线性关系,因此进化树模型的构建可补充传统统计回归分析,在经济学的预测问题中具有一定潜力。

中国丙型肝炎病毒基因型的进化树分析

目的了解丙型肝炎病毒的基因型在中国的分布,对各基因型做遗传进化树分析。方法分型方法按5′端非编码区(5′NCR)ABC程序酶切分型技术进行。应用BsrBⅠ、HaeⅡ、HinfⅠ、BstUⅠ、HaeⅢ等5种限制性内切酶,对HCV阳性血清进行分型研究。对1a、3b基因型进行HCVNS5bPCR,测序。对5′NCR和NS5b进行遗传进化树分析。结果测序结果证实中国存在HCV3b和1a型;进化树分析结果表明第86、98、123株样品与3bD49374相关,获美国NCBI的GenBank认证;第61株与HC J1D107491a型相关;5′NCR测序结果证实第16、62株与HC J82b型相关。结果表明中国存在着HCV1a、2b、3b型的感染。结论经过遗传进化树分析证实了ABC程序酶切分型技术可准确地检测1a～6aHCV基因型。

辽宁省乙型脑炎病毒分离及进化树分析

目的分离鉴定2007年辽宁省蚊虫携带流行型乙型脑炎(乙脑)病毒及基因型别。方法用细胞培养方法分离病毒,对致金黄色地鼠肾细胞系(BHK-21)细胞病变(CPE)的病毒进行逆转录-聚合酶链式扩增(RT-PCR)检测;扩增的目标片段进行序列测定;用Mega3.1软件、以邻位相连法构建进化树。结果共分离到22株病毒,RT-PCR检测结果表明,均为乙型脑炎病毒;随机选择其中3株病毒的基因序列进行基因型鉴定分析,均为Ⅰ型乙型脑炎病毒。3株病毒E基因编码结构域(Domain)区段分析结果显示,其核苷酸和氨基酸同源性分别为99.3%和100%;与疫苗株SA14-14-2的Domain区相比,共有12个氨基酸位点变异。结论辽宁省蚊虫标本中分离的病毒均为基因Ⅰ型乙型脑炎病毒,其中E基因所编码Domain区E-327(S→T)位点发生的变异,提示在辽宁省首次分离到乙型脑炎病毒变异株。

基于TRIZ进化树的滚筒洗衣机柔顺剂供给装置创新设计

利用进化树可以进行产品预测,并作出专利规避.进化树的画法是以物体的分割路线为主线,找出其中需要改进的阶段,进一步寻找可用的进化路线,最终形成进化树,从而在进化树中找出解决问题的方案.在立式滚筒洗衣机柔顺剂供给装置的改进创新中,利用进化树,根据系统组件裁剪进化路线和物体的几何进化路线的提示,找到了新的解决方案,对原来的四槽供给装置改进为单个三角棱柱供给装置,有效规避了现有的专利.

基于DNA序列的系统进化树构建

【目的】利用生物DNA序列构建系统进化树,以分析生物的进化过程。【方法】利用最大似然估计原理,给出了构建系统发生树的模型和算法。分别建立了确定父节点的ML模型、确定进化时间的ML模型以及保守概率与相似度关系模型;并通过递推,逐步恢复生物进化的原过程。【结果】给定一系列生物的DNA序列,通过本算法可以建立这些生物的系统进化树,以及生物各自父辈的DNA序列和进化时间。【结论】由本研究构建算法得到的生物进化关系合理、算法复杂度低,可以用于大规模生物群体的系统进化树构建。

进化树拓扑路网构建及多停靠点路径规划方法研究

针对多停靠点线路优化问题,提出一种基于邻接矩阵网络拓扑树构建的路径寻优方法,借鉴系统生物学中进化树分类的思想,引入路网结点间邻接关系评价标准邻接值的概念,将路网按照其结点邻接关系归类划分为以路网结点间邻接值为表征的路网拓扑进化树,同时对线路路径寻优问题中目标结点进行动态回溯分类,在限定路网搜索区域同时采用分支定界搜索策略进行搜索优化,降低了搜索算法时间复杂度.最后依据国家基础地理信息系统网站提供的国界、省会城市及主要公路基础地理数据进行系统实现,证明该算法的有效性.

16种常见致病菌16S rRNA区域进化树的建立

目的:通过建立16种常见致病菌的进化树,了解细菌之间的进化关系,为设计其诊断用芯片的特异探针提供理论基础。方法:常规方法提取细菌DNA,PCR对称扩增后进行DNA测序,利用BLAST和ClustalW程序分析测序结果并建立进化树。结果:20种细菌中,16种成功扩增出PCR产物,得到了理想的测序结果,同时建立了这16种细菌的进化树。结论:根据进化树所示,可以设计不同细菌的特异诊断用探针,利用芯片快速鉴定细菌。

犬细小病毒上海分离株全基因的克隆及进化树分析

为研究上海地区犬感染细小病毒(Canine parvovirus,CPV)的基因特点和基因型,参考GenBank上细小病毒3个基因型的全基因设计6对扩增引物进行PCR,分段扩增出目标片段,克隆于T载体上,测定序列并拼接,用MEGA软件、NJ法构建进化树。结果显示,犬细小病毒全基因为4 758bp,命名为CPV-SH,提交到GenBank上的序列号为FJ792845,与GenBank中4种基因型犬细小病毒的VP2基因核苷酸序列同源性比较发现,CPV-SH克隆与2a亚型犬细小病毒核苷酸同源性为最高99.7%,与2型、2b亚型、2c亚型的同源性分别为98.8%、99.5%、99.5%。CPV-SH属于2a亚型犬细小病毒,与国内北京分离株CPV/BJ082亲缘关系最近,同源性为99.9%。

鸡传染性法氏囊病病毒超强毒上海株SH95基因组B片段的克隆与分子系统进化树分析

分离、纯化了鸡传染性法氏囊病病毒超强毒(vvIBDV)上海株(SH95)的病毒核酸dsRNA,应用随机引物将RNA反转录成cDNA,以此为模板一步扩增出全长基因组B片段,将其克隆入pGEM-T载体,并进行序列分析。克隆的B片段全长2827个核苷酸,其编码的氨基酸与超强毒株HK46的同源性达98 18%(863/879)。分子系统进化树分析表明,SH95超强毒株与美国变异株E的亲缘关系最近,但与基于基因组A片段的系统进化分析完全不同,表明该毒株在发生过程中基因重配比基因重组发挥了更重要的作用。通过对14株IBDV编码氨基酸序列的分析、比较,推测B片段上11个独特的氨基酸位点可能与毒力相关。

进化树指导的腺病毒六邻体家族蛋白的快速建模

为实现对人腺病毒六邻体家族蛋白进行快速准确的结构建模,发展了一种新的基于进化树的预测蛋白质家族中一系列分子三维空间结构的快速建模方法.首先利用邻接法对7株D亚属人腺病毒的六邻体序列构建了基于距离的进化树,并根据进化树所提供的信息确定最佳六邻体家族蛋白渐进式建模路径,然后利用Modeler与Charmm程序实现六邻体家族蛋白的快速建模.新的建模方法与传统方法相比,需要的计算量大大减少,经过结构评估以及与传统方法建模所得到的结构进行比较,证实基于进化树的快速建模结果是可靠的.人腺病毒六邻体家族蛋白的快速建模对于实现快速高通量的表位预测及开发多价人腺病毒疫苗与腺病毒分型诊断试剂都具有重大的意义.

一种基于模糊聚类的构造进化树方法

各种生物之间的进化史可以通过构建进化树来讨论,因此进化树的研究成了一个研究热点。提出将利用DNA序列的4D表示所得相似矩阵视为模糊矩阵,再利用最大树法来构建进化树的方法。该方法不需要多序列比对,计算简单,实验验证了该方法的有效性。

我国H3N8马流感病毒血凝素基因分子进化树的分析

根据已发表的马流感病毒血凝素基因序列 ,设计并合成一对特异性引物 ,经反转录 聚合酶链反应 (RT PCR)成功扩增出了我国马流感病毒青海株 (A Equine Qinghai 1 94)、吉林株 (A Equine Jilin 1 89)及黑龙江株 (A Equine Heilongjiang 1 89)血凝素基因 ,将片段分别连接到PGEM T easy载体并转化DH5α,提取阳性菌落的质粒经EcRo1酶切和PCR鉴定其大小均为 1 7kb左右 ,对其测序并构建HA基因进化树。经过比较分析 ,青海株与A Equine Kentucky 2 86、A Equine Miami 1 63等关系较近 ,核苷酸同源率为 97 3%～ 84 7% ,而与我国马流感吉林株和黑龙江株关系较远 ,同源率仅为 5 5 2 %。经过比较 ,青海株与我国香港 1

进化树——TRIZ的一种信息处理专用工具

通过与经典TRIZ理论中八大进化法则相对比,阐述了进化树的组成和构建方法,明确了进化树在信息处理方面所体现的客观性、通用性和准确性等特点,体现了进化树在提出创新设计方案、预测技术系统发展方向和进行专利规避等方面起的作用,列举了该工具应用于钢笔笔尖和立式滚筒洗衣机柔顺剂供给装置改进创新方面的实例。

一种新的关联特征和模糊聚类的进化树构建方法

利用三联体和单联核苷酸的联合概率分布的差异来表示序列之间的差异,提出了一种新的关联特征TBC;对TBC特征矩阵进行平移极差变换,利用指数切比雪夫距离法构建了模糊相似矩阵,采用模糊聚类中的传递闭包法构建进化树。该方法不需要多序列比对,计算简单。对两组基因组序列构建进化树,实验结果验证了该方法的有效性。

基于DNA分子标记数据构建系统进化树的新策略

结合DPS软件和MEGA软件优点,进行DNA分子标记数据处理和系统发育树构建的新策略:首先使用DPS软件进行0,1数据系统聚类方法获得遗传距离矩阵,然后将此矩阵输入MEGA3,利用NJ或者UPGMA进行系统进化树的构建和树的优化。该方法操作简单,得到的树形美观。

一种基于Quartet Puzzling和邻接法的进化树构建算法

最大似然法是目前较准确的一种进化树构建方法,但是其时间复杂度非常高.在实际应用中,用分治策略实现最大似然法的Quartet Puzzling(QP)得到了人们的关注.它首先估计Quartet拓扑结构集合Q,然后利用重组技术将Q中的信息合并到一起构成一个包含所有序列的进化树.研究表明,QP的准确性不像人们所期望的那样高.如何快速有效地将Q所包含的信息融合在一起仍然是QP所面临的一个问题.为了提高QP,结合邻接法提出一种新的进化树构建方法QPNJ.理论上,QPNJ与QP具有相同的时间复杂度.通过模拟实验将QPNJ与QP以及目前流行的进化树构建方法进行了比较.结果表明,QPNJ比QP和邻接法更准确,并且其性能不依赖于模型树的结构,从而证明了QPNJ的有效性.

诺如病毒RT-PCR检测及进化树分析

目的：了解辽宁省儿童诺如病毒感染情况。方法：用RT-PCR的方法对131份粪便标本进行检测。扩增出的目标片段克隆于T载体上测定序列,用Mega3.1软件、邻位相连法构建进化树。结果：共有22份粪便标本诺如病毒RT-PCR检测阳性。通过核苷酸碱基序列比对发现这22株诺如病毒碱基序列与2006-2007年在匈牙利、荷兰和日本引起流行的参考株碱基序列高度同源,进化树分析表明它们共同构成GII.4的一组新变异群;与欧洲食源性病毒监测网络诺如病毒数据库比较,发现它们与欧洲GII.4新变异株2006b同源性最高。结论：辽宁地区检测到的22株诺如病毒均属于GII.4新变异株2006b。

2001-2016年广州市登革3型病毒E基因序列及系统进化树分析

目的了解2001-2016年广州市登革3型病毒的流行情况,掌握毒株的进化情况和趋势。方法将登革热确诊病例的血清用荧光PCR检测,阳性血清用C6/36细胞进行病毒分离,测定分离毒株的E基因序列,与NCBI的毒株序列相比较,利用Mega 4.0软件构建系统进化树。结果 2001-2016年共分离到登革3型病毒24株,从基因型上分类属于基因亚型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ型,基因亚型Ⅲ在流行年份和分离毒株数上稍占优势。流行病学调查和序列分析均显示与东南亚国家流行的登革热相关度较高。结论广州市登革3型病毒以输入为主,随着输入压力增大、基因亚型增多和转换,可能会使广州市登革热流行传播更为复杂,流行风险进一步增高。

基于DNA序列LZ复杂性距离的系统进化树重构

根据LZ复杂性的原理,提出了序列间条件LZ复杂性的概念.基于条件LZ复杂性,定义了非空序列间的LZ复杂性距离.选取20种有胎盘哺乳动物,以它们的全线粒体基因组作为分子数据,计算两两之间的LZ复杂性距离,得出距离矩阵.根据计算出的LZ复杂性距离矩阵重构了20种有胎盘哺乳动物的系统进化树.基于LZ复杂性距离所得的系统进化树支持有胎盘哺乳动物中的灵长动物（Primates）、原蹄动物（Ferungulate）和啮齿动物（Rodents）三者之间灵长动物与原蹄动物之间亲缘关系更近一些的观点.