基因进化过程中核苷酸替代模型的比较分析

DNA序列中核苷酸替代数的估计是测定基因间进化距离的数学统计方法,是研究基因进化的基础.由于DNA分子包含多种序列区域等原因,核苷酸序列的替代模式比较复杂.最基本的核苷酸序列替代模型是p-距离模型J、ukes-Cantor模型、Kimura两参数模型.在此基础上衍生出其它一系列模型,如Tajima-Nei模型、Tamura模型、Tamura-Nei模型等.这些数学模型在拟合DNA序列进化的真实度时各有特点.这些模型中都假定各个位点的核苷酸替代速率一致,但实际情况并非完全如此,而是核苷酸的替代速率近似地遵循Г分布.     

小波变换和DGM(2,1)模型在昆明市人口预测中的应用

对于昆明市人口呈不均匀的增长趋势,传统的灰色预测方法并不能取得很好的预测效果.将小波变换与DGM(2,1)模型相结合,利用小波变换去除原始序列中的噪声,将非光滑的原始序列转化为相对光滑的新序列,然后通过DGM(2,1)模型对新序列进行预测,可以得到较为满意的预测效果.以2006—2014年的昆明市人口数据为基础,预测2...     

一种快速比对非编码RNA序列-结构的算法

针对目前基于共变模型的非编码RNA序列搜索软件计算效率低的缺点,对非编码RNA家族的成员序列与家族共变模型的比对结果进行了分析.在传统共变模型中加入了RNA二级结构中结构单元的长度分布信息,设计了一种结构单元的长度限制算法,并根据各个结构单元的长度分布对家族中的序列在进化过程中出现插入和删除的次数进行了限定,从而显著降低了序列结构比对的计算时间.应用C++编写程序实现该方法并对非编码RNA进行搜索.测试结果表明,与基于传统共变模型的搜索方法相比,本方法在不影响搜索精度的同时,能够显著减少序列结构比对所需的计算时间.特别是对于包含大量核苷酸的序列,计算速度的提高更加明显,在对Lin-4家族搜索时,可获得90.76倍的加速效果.     

日本囊对虾（Marsupenaeus japonicus）基因组微卫星特征分析

通过建立随机基因组文库和序列测序,对日本囊对虾基因组进行了较大规模的微卫星分布特征分析.在1606711bp的随机基因组序列中,共找到1206个微卫星序列,其序列总长度约占测序序列总长度的5.9%.微卫星序列中,以两核苷酸重复的序列数目最多,约占微卫星总数的69.82%,三核苷酸重复次之,约占12.35%.两核苷酸重复中以AT重复最为丰富,约占两核苷酸重复序列总数的29.44%.微卫星在低拷贝区间(≤42)数量相对较大,约占比例为72.31%.重复单位拷贝数的变异能力分析表明,变异系数最大的前3种重复类型,均为4—6核苷酸,较长重复单位类型有着较强的变异能力.微卫星重复单位长度与其拷贝数的相关分析表明,二者呈负相关(r=-0.428),即随着重复单位长度的增加,其拷贝数在减少.两核苷酸重复4种类型和三核苷酸重复10种类型基序AT含量与重复序列数目的相关分析表明,随着重复类型基序AT含量的增加,其相应的序列数目增多.同时,微卫星各重复类型基序GC含量在0—70%间时,两端侧翼序列GC含量与之存在着正相关关系.这可能意味着微卫星两端的侧翼序列的碱基组成对微卫星的产生和进化有一定的影响.以上结果为物种间微卫星分布频率和丰度的比较、微卫星标记开发以及微卫星进化和功能的研究等工作提供基础.     

一种基于核苷酸二联体的DNA序列编码规则

序列比较的基本任务有:(1)对于两条长度相近的序列相似,找出序列的差别;(2)判断一条序列的前缀与另一条序列的后缀相似;(3)判断一条序列是否是另一条序列的子序列;(4)判断两条序列中是否有非常相似的子序列.对核苷酸二联体给出DNA序列一种编码规则,利用异或操作进行序列比较.     

DNA序列作为信息隐藏载体的研究

研究了DNA序列能否成为信息隐藏的载体.通过对DNA序列进行分析证实了:由于核苷酸序列中有强的随机噪声,DNA序列可以作为信息隐藏的载体;进而通过对DNA序列特征进行分析,提出了一个嵌入对策:秘密消息嵌入非编码区的高复杂度区域有很好的安全性.该文的研究对提出以DNA序列为载体的信息隐藏算法具有重要的指导作用.     

水稻硝酸还原酶基因5′上游序列的克隆与序列分析

以日本晴水稻幼苗叶的基因组总DNA为模板,采用PCR方法扩增获得约1 300 bp大小的DNA片段,回收该片段并与pMD18-T载体连接,转化大肠杆菌感受态,并提取质粒DNA.用凝胶电泳检测和酶切鉴定,选取阳性克隆进行测序分析.测序结果显示,该片段含1 376个核苷酸对;应用NCBI网站的BLAST软件对本试验中克隆的序列与GenBank(NC_008401)公布的水稻硝酸还原酶基因启动子序列进行比对,有3个核苷酸差异,同源性为99%,证实本试验中克隆的DNA序列为水稻硝酸诱导基因启动子.该序列含有多个与转录调控有关的保守序列(如TATA-box、CAAT-box和GAGA-box).此序列的成功克隆,为今后开展水稻等重要农作物转基因研究奠定基础.     

菠菜性别差异NUPTs序列的克隆及分析

质体DNA向核基因组转移能够形成核质体DNA,核质体DNA序列的插入是推动动植物基因组及染色体组演化的重要动力.但是核质体DNA的插入和植物性染色体起源及演化之间的关系仍不清楚.以雌雄异株植物菠菜为材料,利用基因组消减杂交技术筛选分离菠菜雌雄基因组差异的NUPTs序列,并进行验证和分析.结果表明,从构建的菠菜消减杂交文库中共得到39条长度为75~308 bp的雌雄差异序列,其平均长度约为154 bp.对获得的序列进行Blastn同源比对发现了12条序列为叶绿体基因组来源序列,这些序列与菠菜叶绿体基因组相似度在98%以上,说明所获得的差异片段为核质体DNA序列.将筛选出的核质体DNA序列进行进一步验证后获得了两个稳定的长度分别为146 bp和199 bp的雄性偏好核质体DNA序列,说明所获得的两个NUPTs序列在菠菜雄性基因组中有更多的累积.     

快速傅立叶变换Cooley-Tukey算法补零问题

目的 研究快速傅立叶变换补零问题；方法基于傅立叶变换定义，分析任意函数序列x(n)补零前后傅立叶变换结果；分析推导补零规则；运用同余概念及其运算规则，分析补零规则各量之间的关系。结果任意长度的函数序列长度补零前后傅立叶变换结果是不相同的；补零必须使得补零后函数序列数N1为补零前函数序列数N的整数倍，中且为2的整数次幂；若要满足这一条件，则N必为2的整数次幂。结论使用快速傅立叶变换算法对任意长度函数序列补零时，必须注意到补零前后傅立叶变换的结果是不相同的；若按补零规则补(r-1)N个零，则可使补零后特定关系的函数序列的傅立叶变换对应于补零前的傅立叶变换；并非任意长度的函数序列都能满足这一关系，只有Ⅳ为2的整数次幂的函数序列才能满足补零规则的要求。     

度分布为正态分布的复杂网络度序列长度的研究与分析

度分布是复杂网络模型的重要特征.针对度分布符合指数分布、幂律分布和扩展幂律分布的复杂网络模型,笔者所在课题组前期的研究结果表明节点度序列(1≤k_1k_2…k_l)长度l是log_2N级别的(N为网络节点数);在前期研究所得结论的基础上,文中针对度分布符合正态分布的复杂网络模型,从理论的角度证明了度序列长度l也是log2N级别的;并选取ER随机网络进行仿真实验,仿真实验表明,度序列的长度是级别的;最后对大量的现实网络模型进行了验证,结果表明现实网络的度序列长度l也是与log_2N同一级别.     

基于分数阶傅里叶变换的直扩通信快速线性调频干扰抑制

针对直接序列扩频系统中的线性调频干扰,将短时傅里叶变换和分数阶傅里叶变换相结合,提出了在短时傅里叶域进行线性调频干扰参数粗估计而在分数阶傅里叶域进行精确估计,并根据线性调频干扰在分数阶傅里叶域形成的脉冲位置和强度自适应选择消波区间达到抑制线性调频干扰的目的。仿真实验表明,所提出的干扰抑制方法在干信比JSR40情况下,对线性调频干扰有很好的抑制作用,位错误率BER性能可改善103倍。     

小波变换在跳频通信中的应用研究

小波变换是信号的时间一频率分析方法,它具有多辨分析的特点,它能有效地检测和识别跳频信号,在跳频通信中有极其重要的作用.按照跳频信号的数学模型分析,小波变换(WT)与快速傅立叶变换(FFT)、短时傅立叶变换(STFT)相比较,具有明显的优越性.通过对中频信号的有限个采样点的分析处理,提取出跳频信号的特征参数,并运用Matlab语言设计出仿真程序,可以证明小波分析跳频信号具有可行性.     

利用图像处理技术自动测量针织物密度的研究

采用FFT(快速傅立叶变换)时针织物进行图像处理，并利用提取的针织线圈的空间频率信息来测量针织物的密度。通过与人工测量的针织物纵横密度时比表明，该技术可以快速、准确的实现针织物密度的测量。     

数字图像信息安全保密方法研究

提出了一种基于傅里叶变换域的图像信息隐藏方法,将图像用其在傅里叶变换域内的结果保存,读取时经过傅里叶逆变换进行图像的显示,但在这个过程中,为了避免他人通过做相应的逆变换读取到图像的真实信息,在存储傅里叶变换的结果时,将对数据做了一个置乱处理,这样通过简单的傅里叶逆变换是无法获取到原始图像,从而达到了对数字图像信息加密和隐藏的目的。仿真实验结果表明,该方法的信息隐藏和保密能力较大,且算法简单易行。     

机织物经纬密测量的图像处理技术

利用傅立叶变换技术来提取经纬纱线的空间频率信息,测量织物的经纬密.实验结果表明,该方法可以自动、快速、准确地实现经纬密测试的目的.     

基于阶次分析的无人机挂飞振动正弦分量幅值准确提取技术

传统的快速傅里叶变换分析装备在变转速工况下的振动信号出现"频率模糊"现象,针对此问题提出一种无键相阶次分析方法。首先通过控制系统或其它途径预估转速变化范围,确定窄带滤波频带;然后对信号进行窄带滤波;之后利用Hilbert变换计算滤波后信号的瞬时频率;最后根据瞬时频率对信号进行重采样得到角度域平稳信号,对角度域信号傅里叶变换得到阶次谱。通过信号仿真验证了该阶次分析方法有效、准确,并应用到装备在无人机的挂飞振动信号分析中,用于准确提取变转速工况下振动信号中正弦分量的幅值,为准确制定装备的振动环境试验条件奠定基础。该方法是对阶次分析方法的有效补充,对于相似装备的动力学环境试验条件制定也具有参考和借鉴价值。     

基于小波变换的超声多普勒血流信号的分析

超声多普勒血流信号的时—频分布可以作为诊断血管疾病的重要依据,由于多普勒血流信号是窄带且非平稳的,传统的短时傅立叶变换方法进行分析时容易产生较大的误差,小波变换具有多分辨率的特点,其时间—频率窗可以自动调节,能较精确地实现对非平稳信号的分析,通过对模拟的超声多普勒血流信号的分析表明,小波变换可以为超声多普勒信号的分析提供一个有效的方法·     

一种基于迭代的频偏估计算法

针对无线数字通信中的载波频率同步问题,提出一种载波频偏估计算法。利用离散傅里叶变换(DFT)内插技术,通过迭代算法,在较大频偏范围内估计出载波频偏。并且在估计精度上相对于DFT法有了很大的提高。这种算法不需要增加DFT数据长度,适合突发工作方式。最后进行了Monte Carlo仿真实验。仿真结果表明新算法不仅具有宽的估计范围,还具有高的估计精度。     

信号的DFT对其CFT逼近程度的研究

离散傅立叶变换（ＤＦＴ）或它的快速计算（ＦＦＴ）是信号分析与处理最有力的工具之一,但由于它是用为基频整数倍的Ｎ个频率分量去逼近实际信号的连续傅立叶变换（ＣＦＴ）的值,故用ＤＦＴ估计信号的频谱通常是近似的．本文不仅给出了信号的ＤＦＴ与其ＣＦＴ之间的关系式,而且在此基础上证明了用ＤＦＴ估计信号谱的近似性,给出了用ＤＦＴ精确估计整数频率和非整数频率信号的频谱方法．同时,还研究了窗函数的形状及在离散数据后面补零对用ＤＦＴ估计这些信号ＣＦＴ的影响     

用样点加密和补零充位提高频谱分辨率

在地震数据处理中,频谱分析是不可缺少的重要环节。PE—3284机TRAFO模块是采用FFT算法进行频谱分析的。由于频谱的分辨率与被处理的时窗长度成正比,当时窗长度小于2000ms时,分辨率很低,不能用于实际生产。本文提出用样点加密和补零充位的方法提高频谱分辨率,效果明显,方法简单,对时窗长度大于75ms的谱分析,完全能满足实际处理需要。