基于改进关联规则和遗传算法的基因表达调控网络构建方法

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERDISSERTATION（电子科技大学图标）论文题目基于改进关联规则和遗传算法的基因表达调控网络构建方法学科专业生物物理学指导教师饶妮妮教授作者姓名袁祚涌班学号200420901013分类号密级UDC学位论文基于改进关联规则和遗传算法的基因表达调控网络构建方法（题名和副题名）袁祚涌（作者姓名）指导教师姓名饶妮妮教授博导电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称生物物理学论文提交日期2007.5

2、论文答辩日期2007.6学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2007年6月日注1注明《国际十进分类法UDC》的类号独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并

3、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要基因调控网络的研究是后基因组信息学研究的主要课题之一，运用生物信息学的方法和技术，通过数据采集、分析、建模、模拟和推断等手段研究复杂的网络关系，在基因组层次上揭示生命活动的机理，也是当前生命科学的前沿。基因网络研究的目的是通过建立基因转录调控网络模型对某一个物种或组织中的全部基因的表达关系进行整

4、体的模拟、分析和研究，在系统的框架下认识生命现象，特别是信息流动的规律。本文针对基因表达调控网络的构建问题，首先改进关联规则算法，增加频繁集筛选条件以减少项的数目，采用事务压缩以减少事务集个数，采取存储技术以提高扫描速度。设计了遗传算法中的初始群体产生、编译码方法、适应度函数和遗传操作，并引入选优算子以提高遗传算法的搜索效率。接着，将改进的关联规则算法和遗传算法相结合，形成了一种新的基因表达调控网络构建方法──关联遗传算法（AssociationRulesandGeneticAlgorithm，ARGA）。最后，用酵母基因表达数据进行仿真试验，发现了许多具有

5、重要生物意义的关联规则，以此构建出了基因表达调控网络，并作了生物意义解释。该方法继承了关联规则和遗传算法各自的优点，能够搜索到丰富的表达模式和最优的关联规则，而且避免了聚类算法中一个基因只能分到某一类的缺陷。理论分析和仿真实验均证实了新方法的可行性、有效性以及实际应用价值。关键词：关联规则，支持度，信任度，遗传算法，基因表达调控网络IABSTRACTABSTRACTTheresearchongeneregulatorynetworkisoneofthetasksofthepost-genomeinformatics,whichappliesbioinform

6、aticsmethodsandtechniquessuchasdataacquisition,analysis,modeling,simulationandspeculationtostudycomplexbiologicalnetworks.Soitcanrevealthemechanismoflifeingenomicslevelandistheforefrontoflifescienceatpresentaswell.Thepurposeofthisstudyistoestablishthegenetranscriptionalregulationne

7、tworkthroughwhichwecansimulate,analyzeandstudyallthegenes’expressionrelationshipsinacertainspeciesortissuetounderstandlifeintheframeworkofthesystem,especiallythelawsofinformationflow.Basedontheconstructionofgeneexpressionregulationnetworksinthispaper,associationrulesalgorithmwasfir

8、stlyimprovedsuchasaddingth