利用多目標優(yōu)化方法研究聚球藻的代謝網絡
發(fā)布時間:2021-05-11 23:43
生物質能是自然界中的一種可再生清潔能源,具有可獲取性強、污染極小、資源總量大等特點,隨著世界石油能源越來越匱乏和全球氣候的劇烈演變,提高生物質能的生成速率,對能源體系的建立和發(fā)展有著十分重要的意義。光合生物藍細菌聚球藻作為唯一一種可以儲存和運輸?shù)目稍偕茉?可通過光合作用將光能轉化為儲存在生物體內部的生物質能。聚球藻所具有的分布極廣、易于存活、強固氮能力和全球碳循環(huán)的主要參與者的特點,使它成為近些年來的熱門研究對象。生物體將體內各個組分和結構單元相互聯(lián)系成為一個整體,從生物體細胞代謝全局的角度著手,可對生物體內復雜的功能與作用進行研究。通過對生物體進行代謝網絡層面上的研究,可以了解生物體的代謝過程和網絡特性,為更好的認識生物體生命演化、促進生物工程進一步發(fā)展和生產優(yōu)良目標代謝物打下堅實的基礎。本文以聚球藻的iJB785模型為實驗對象,研究代謝網絡的特性和內在聯(lián)系,并利用計算機進行模擬仿真實驗。建立基于約束的代謝網絡模型,利用通量平衡分析(FBA)敲除不同的反應,通過觀察分析這些被敲除的反應對代謝網絡中其他反應和重要代謝途徑的影響情況,找到影響較大的幾個反應,并觀察這些反應對生物體目標函...
【文章來源】:貴州師范大學貴州省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 代謝網絡研究背景及生物學意義
1.1.1 系統(tǒng)生物學
1.1.2 代謝網絡
1.2 光合作用和光合生物聚球藻
1.3 國內外研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究內容
1.5 論文的組織結構
第二章 生物學數(shù)據(jù)及模型構建
2.1 分析生物學數(shù)據(jù)的工具及數(shù)據(jù)來源
2.1.1 分析生物學數(shù)據(jù)的工具
2.1.2 數(shù)據(jù)來源
2.2 實驗環(huán)境
2.3 模型的構建
2.3.1 模型的加載與初始化
2.3.2 模型的調試
2.4 小結
第三章 代謝網絡模型分析方法與應用
3.1 iJB785代謝網絡模型的特性
3.1.1 代謝反應和代謝物的區(qū)室劃分
3.1.2 代謝途徑的劃分
3.1.3 代謝網絡中重要的子系統(tǒng)
3.2 基于約束的建模方法介紹
3.2.1 通量平衡分析
3.2.2 通量可變性分析
3.2.3 均勻隨機取樣分析
3.3 實驗結果與討論
3.3.1 通量平衡分析結果與討論
3.3.2 通量可變性分析結果與討論
3.3.3 均勻隨機取樣分析結果與討論
3.4 小結
第四章 多目標優(yōu)化方法研究代謝網絡
4.1 方法介紹
4.2 實驗結果與討論
4.3 小結
第五章 總結與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間科研和論文情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于蒙特卡羅方法的速率分布函數(shù)演化過程研究[J]. 尹增謙,武麗姣. 物理與工程. 2020(04)
[2]運用COBRA方法研究聚球藻代謝網絡[J]. 趙圓圓,付子爔,申鐵. 貴州師范大學學報(自然科學版). 2019(03)
[3]作物組學數(shù)據(jù)庫的比較和應用[J]. 宋潔,吳永波,周躍恒,柳波娟,王楠,郝轉芳,吳元奇. 遺傳. 2018(07)
[4]植物J蛋白的生物學功能及其作用機制[J]. 張馳,劉丹丹,劉建中. 浙江大學學報(農業(yè)與生命科學版). 2018(03)
[5]生物網絡在生物功能分析中的應用[J]. 郭昌,傅明駿. 高師理科學刊. 2018(03)
[6]由代謝網絡分析發(fā)現(xiàn)菌種代謝工程改造新策略[J]. 袁倩倩,李斐然,羅浩,馬紅武,趙學明. 化工進展. 2017(12)
[7]代謝網絡流分析方法概述[J]. 龐建,劉占英,郝敏. 生物學雜志. 2016(04)
[8]通量平衡分析的進展與應用[J]. 顏思奇,李娟,方慧生. 藥物生物技術. 2015(03)
[9]生物質氣化的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)分析[J]. 孫寅聰,岳增合,楊彥竹,楊薇,師新廣. 河南科學. 2014(10)
[10]基因組規(guī)模代謝網絡模型的自動化重構[J]. 柴文平,薛衛(wèi),張梁,石貴陽. 食品與生物技術學報. 2014(09)
博士論文
[1]基于16srRNA和代謝組技術研究三萜皂苷調控犢牛瘤胃代謝機制[D]. 王炳.中國農業(yè)科學院 2018
[2]基于超圖理論的生物代謝網絡流量大數(shù)據(jù)存儲、分析與可視化研究[D]. 張正東.貴州大學 2017
[3]大白菜細胞核雄性不育相關基因挖掘與鑒定[D]. 周雪.沈陽農業(yè)大學 2017
[4]OsNOA1調控葉綠體蛋白合成的機理研究[D]. 賀涵.華南農業(yè)大學 2016
[5]基于生物網絡的大鼠再生肝細胞基因表達譜數(shù)據(jù)分析[D]. 周運.河南師范大學 2016
[6]棉花雄性不育及黃萎病菌誘導相關microRNA的表達分析[D]. 張玉娟.山東農業(yè)大學 2015
[7]基于基因表達譜和代謝組的結直腸癌相關代謝通路分析[D]. 李丹.浙江大學 2015
[8]隨機微分方程系統(tǒng)在信號傳導通路和代謝網絡噪聲模型中的應用[D]. 黃偉.復旦大學 2014
[9]系統(tǒng)生物學水平解析維生素C生產菌株生理特性與相互作用關系[D]. 鄒偉.江南大學 2013
[10]小鼠肝竇內皮細胞蛋白質表達譜的構建[D]. 侯玉芳.東北農業(yè)大學 2011
碩士論文
[1]用于蛋白質二級結構設計的深度生成模型的研究與應用[D]. 常菁.北京交通大學 2018
[2]磺胺二甲基嘧啶降解菌的篩選及降解特性研究[D]. 付袁芝.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[3]Thermotoga neapolitana來源的丙酮酸鐵氧化還原蛋白酶基因的克隆表達及酶學性質分析[D]. 倪黎.江蘇大學 2018
[4]生物合成對羥基苯甲酸的釀酒酵母基因工程菌的構建[D]. 耿娜.北京化工大學 2018
[5]基于熱力學約束的克雷伯氏桿菌產1,3-丙二醇代謝通量優(yōu)化分析[D]. 張凱.青島科技大學 2017
[6]嗜鐵藻JSC-1的全基因組代謝網絡模型的重構及模擬分析[D]. 康林園.北京化工大學 2017
[7]整合表達數(shù)據(jù)分析代謝網絡的方法研究及應用[D]. 汪慧.東南大學 2017
[8]基于指狀青霉多組學數(shù)據(jù)的全基因組代謝模型構建與耐藥過程模擬[D]. 張耘澤.華中師范大學 2017
[9]攜帶耐藥質粒沙門菌的代謝組學的初步研究[D]. 吳芮庭.華南農業(yè)大學 2016
[10]甘油代謝目標函數(shù)計算問題的多層規(guī)劃模型與求解方法[D]. 張黎.渤海大學 2016
本文編號:3182322
【文章來源】:貴州師范大學貴州省
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 代謝網絡研究背景及生物學意義
1.1.1 系統(tǒng)生物學
1.1.2 代謝網絡
1.2 光合作用和光合生物聚球藻
1.3 國內外研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究內容
1.5 論文的組織結構
第二章 生物學數(shù)據(jù)及模型構建
2.1 分析生物學數(shù)據(jù)的工具及數(shù)據(jù)來源
2.1.1 分析生物學數(shù)據(jù)的工具
2.1.2 數(shù)據(jù)來源
2.2 實驗環(huán)境
2.3 模型的構建
2.3.1 模型的加載與初始化
2.3.2 模型的調試
2.4 小結
第三章 代謝網絡模型分析方法與應用
3.1 iJB785代謝網絡模型的特性
3.1.1 代謝反應和代謝物的區(qū)室劃分
3.1.2 代謝途徑的劃分
3.1.3 代謝網絡中重要的子系統(tǒng)
3.2 基于約束的建模方法介紹
3.2.1 通量平衡分析
3.2.2 通量可變性分析
3.2.3 均勻隨機取樣分析
3.3 實驗結果與討論
3.3.1 通量平衡分析結果與討論
3.3.2 通量可變性分析結果與討論
3.3.3 均勻隨機取樣分析結果與討論
3.4 小結
第四章 多目標優(yōu)化方法研究代謝網絡
4.1 方法介紹
4.2 實驗結果與討論
4.3 小結
第五章 總結與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間科研和論文情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于蒙特卡羅方法的速率分布函數(shù)演化過程研究[J]. 尹增謙,武麗姣. 物理與工程. 2020(04)
[2]運用COBRA方法研究聚球藻代謝網絡[J]. 趙圓圓,付子爔,申鐵. 貴州師范大學學報(自然科學版). 2019(03)
[3]作物組學數(shù)據(jù)庫的比較和應用[J]. 宋潔,吳永波,周躍恒,柳波娟,王楠,郝轉芳,吳元奇. 遺傳. 2018(07)
[4]植物J蛋白的生物學功能及其作用機制[J]. 張馳,劉丹丹,劉建中. 浙江大學學報(農業(yè)與生命科學版). 2018(03)
[5]生物網絡在生物功能分析中的應用[J]. 郭昌,傅明駿. 高師理科學刊. 2018(03)
[6]由代謝網絡分析發(fā)現(xiàn)菌種代謝工程改造新策略[J]. 袁倩倩,李斐然,羅浩,馬紅武,趙學明. 化工進展. 2017(12)
[7]代謝網絡流分析方法概述[J]. 龐建,劉占英,郝敏. 生物學雜志. 2016(04)
[8]通量平衡分析的進展與應用[J]. 顏思奇,李娟,方慧生. 藥物生物技術. 2015(03)
[9]生物質氣化的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)分析[J]. 孫寅聰,岳增合,楊彥竹,楊薇,師新廣. 河南科學. 2014(10)
[10]基因組規(guī)模代謝網絡模型的自動化重構[J]. 柴文平,薛衛(wèi),張梁,石貴陽. 食品與生物技術學報. 2014(09)
博士論文
[1]基于16srRNA和代謝組技術研究三萜皂苷調控犢牛瘤胃代謝機制[D]. 王炳.中國農業(yè)科學院 2018
[2]基于超圖理論的生物代謝網絡流量大數(shù)據(jù)存儲、分析與可視化研究[D]. 張正東.貴州大學 2017
[3]大白菜細胞核雄性不育相關基因挖掘與鑒定[D]. 周雪.沈陽農業(yè)大學 2017
[4]OsNOA1調控葉綠體蛋白合成的機理研究[D]. 賀涵.華南農業(yè)大學 2016
[5]基于生物網絡的大鼠再生肝細胞基因表達譜數(shù)據(jù)分析[D]. 周運.河南師范大學 2016
[6]棉花雄性不育及黃萎病菌誘導相關microRNA的表達分析[D]. 張玉娟.山東農業(yè)大學 2015
[7]基于基因表達譜和代謝組的結直腸癌相關代謝通路分析[D]. 李丹.浙江大學 2015
[8]隨機微分方程系統(tǒng)在信號傳導通路和代謝網絡噪聲模型中的應用[D]. 黃偉.復旦大學 2014
[9]系統(tǒng)生物學水平解析維生素C生產菌株生理特性與相互作用關系[D]. 鄒偉.江南大學 2013
[10]小鼠肝竇內皮細胞蛋白質表達譜的構建[D]. 侯玉芳.東北農業(yè)大學 2011
碩士論文
[1]用于蛋白質二級結構設計的深度生成模型的研究與應用[D]. 常菁.北京交通大學 2018
[2]磺胺二甲基嘧啶降解菌的篩選及降解特性研究[D]. 付袁芝.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[3]Thermotoga neapolitana來源的丙酮酸鐵氧化還原蛋白酶基因的克隆表達及酶學性質分析[D]. 倪黎.江蘇大學 2018
[4]生物合成對羥基苯甲酸的釀酒酵母基因工程菌的構建[D]. 耿娜.北京化工大學 2018
[5]基于熱力學約束的克雷伯氏桿菌產1,3-丙二醇代謝通量優(yōu)化分析[D]. 張凱.青島科技大學 2017
[6]嗜鐵藻JSC-1的全基因組代謝網絡模型的重構及模擬分析[D]. 康林園.北京化工大學 2017
[7]整合表達數(shù)據(jù)分析代謝網絡的方法研究及應用[D]. 汪慧.東南大學 2017
[8]基于指狀青霉多組學數(shù)據(jù)的全基因組代謝模型構建與耐藥過程模擬[D]. 張耘澤.華中師范大學 2017
[9]攜帶耐藥質粒沙門菌的代謝組學的初步研究[D]. 吳芮庭.華南農業(yè)大學 2016
[10]甘油代謝目標函數(shù)計算問題的多層規(guī)劃模型與求解方法[D]. 張黎.渤海大學 2016
本文編號:3182322
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