生物信息平臺構建及序列比對算法研究.pdf

1、生物信息學是當今最重要、最前沿的科學發(fā)展領域之一，已被廣泛用于基因序列數(shù)據(jù)的獲取、處理、分析和管理等許多方面，對于分子生物學和生物醫(yī)學研究的深入發(fā)展發(fā)揮了巨大作用。序列比對是生物信息學中一種基本的信息處理方法，對于發(fā)現(xiàn)核酸和蛋白質序列上的功能結構和進化的信息具有非常重要的意義。 本文的工作是在本人所從事開發(fā)的柑橘生物信息平臺的基礎上進行的。針對生物信息平臺開發(fā)過程中遇到的問題——海量的基因數(shù)據(jù)庫序列比對，我們在平臺中采用了快速、

2、高效的序列比對算法。本文的主要工作包括基因序列比對算法研究和生物信息平臺的構建。 本文首先采用了一種基于NET和SQL Server相關技術構建生物信息平臺的方案。在此基礎上選擇INSDSqe XML作為中間數(shù)據(jù)格式，以XML為數(shù)據(jù)存儲語言。使用大型關系數(shù)據(jù)庫SQL Server構建二級生物信息數(shù)據(jù)庫。 其次，對BLAST算法進行了改進，提出了基于十六進制編碼序列通過循環(huán)位移尋找最優(yōu)比對序列的思想，本算法通過將二進制表示

3、的DNA序列轉換為十六進制，并根據(jù)序列片斷相似度得到最佳搜索窗口值，從而提高搜索速度和準確度。本文在搭建好的生物信息平臺基礎上，以柑橘基因數(shù)據(jù)為例建立出實驗環(huán)境并實現(xiàn)了相應算法。 最后是生物信息平臺的構建，本文所建立的生物信息平臺是以生物信息學為基礎，通過編程而實現(xiàn)的生物信息處理系統(tǒng)，包括生物信息二級數(shù)據(jù)庫和生物信息處理模塊，其作用是通過序列檢索、序列比對、相似性搜索、同源性搜索等操作從大量的序列信息中獲取基因結構、功能和進化等