基于鄰域系統(tǒng)和粗糙集的植物脅迫基因選擇.pdf

1、碩士學(xué)位論文基于鄰域系統(tǒng)和粗糙集的植物脅迫基因選擇GeneSelectionaboutPlantStressI；沁sponseBasedonNeighborhoodSystemandRoughSetTheory學(xué)號：21109182完成日期：20140506大連理工大學(xué)DaliaIlUniVersityofTec王H10109y大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要植物在生長過程中，常常遭受到各類逆境和病蟲害等脅迫的影響，尋找與脅迫響應(yīng)相關(guān)的關(guān)鍵

2、基因，研究植物對脅迫響應(yīng)的機制，對農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保等多方面都具有重要意義。獲取基因表達(dá)數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，在為這類研究提供可能性的同時也為數(shù)據(jù)處理和分析工作帶來了新挑戰(zhàn)。基因表達(dá)數(shù)據(jù)具有“高維”、“小樣本”和“高冗余”等特點，如何建立數(shù)據(jù)處理能力較強的粗糙集模型，并設(shè)計相應(yīng)的基因選擇方法，是生物信息學(xué)和粗糙集應(yīng)用研究領(lǐng)域的研究熱點。為了提高基于鄰域的粗糙集模型對基因表達(dá)數(shù)據(jù)的處理能力，討論了兩種能夠直接處理數(shù)值型數(shù)據(jù)的鄰域構(gòu)建方式——

3、占鄰域和相交鄰域，提出了一種基于正域和基因排序的關(guān)鍵基因選擇算法。通過設(shè)計對比實驗，分析兩種鄰域構(gòu)建方式以及基于元素和基本集合兩種近似集定義形式的性能。在4個植物脅迫相關(guān)數(shù)據(jù)集上的實驗結(jié)果表明，提出的算法能夠選擇出與脅迫關(guān)系緊密的關(guān)鍵基因。同時，對比實驗結(jié)果說明基于基本集合的近似方式更優(yōu)，而兩種鄰域構(gòu)建方式均有各自適合的數(shù)據(jù)集，但相交鄰域定義更靈活。為了進一步說明相交鄰域定義的優(yōu)勢，解決鄰域閾值優(yōu)化問題，考慮到基因選擇應(yīng)用中需綜合考慮多

4、個評價指標(biāo)，引入多目標(biāo)優(yōu)化方法，提出了一種結(jié)合閾值優(yōu)化的關(guān)鍵基因選擇算法，在為相交鄰域優(yōu)化閾值的同時選擇關(guān)鍵基因子集。實驗結(jié)果證實了所提算法一定程度上能夠提高所選基因子集的分類準(zhǔn)確率或減少基因個數(shù)，同時說明了相交鄰域中為不同的基因設(shè)定不同的閾值的做法增強了其對數(shù)據(jù)的適應(yīng)性。由于僅依賴基因表達(dá)數(shù)據(jù)的基因選擇方法在結(jié)果可解釋性方面存在一定的局限性，引入基因本體知識，并創(chuàng)新性的運用鄰域系統(tǒng)理論構(gòu)建能夠同時展現(xiàn)兩類數(shù)據(jù)信息的知識表示模型，并以構(gòu)