一种使用三支概念判断物种间系统发育的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种使用三支概念判断物种间系统发育的方法，包括以下步骤：（一）对原始生物信息系统(U,V,R)进行处理，以得到生物信息系统(U3,V3,R3)；（二）对处理后的生物信息系统(U3,V3,R3)进行三支概念的提取；（三）对于所得到的三支概念，利用三支概念格理论分析每一三支概念，确定物种间是否具有亲缘关系，以及物种间具有亲缘关系的支持度。本发明专利技术是一种基于新形式概念格理论——三支概念格理论对物种亲缘关系进行分析的方法，本发明专利技术将三支概念引入物种亲缘关系的分析上，不仅可剖析物种间具有亲缘关系、不具有亲缘关系，而且还可剖析物种间部分具有亲缘关系，进一步细化了亲缘关系分析理论，帮助研究者更深层次地了解物种亲缘关系。

【技术实现步骤摘要】
一种使用三支概念判断物种间系统发育的方法
本专利技术涉及一种物种系统发育的分析方法，具体地说是一种使用三支概念判断物种间系统发育的方法。
技术介绍
系统发育分析是研究物种进化和物种系统分类的一种方法。研究对象为携带遗传信息的生物序列，目前常采用特定的数理统计算法来计算物种间的系统发生关系，并用系统进化树来概括物种间的这种亲缘关系。2014年，祁建军等人在Switzerland：SpringerInternationalPublishing出版的论文集《RoughSetsandKnowledgeTechnology》发表“Three-wayformalconceptlattice”一文中提出一种新形式概念——三支概念，具体地分为：对象导出的三支概念(X,(N,B))和属性导出的三支概念((X,Y),N)。由于属性导出的三支概念和对象导出的三支概念是对偶的，故本专利技术只侧重于一个方面——对象导出的三支概念。为方便起见，本专利技术将对象导出的三支概念简称为“三支概念”。每一对象导出的三支概念(X,(N,B))可以理解为：物种个体集(亦称对象集)X将生物性状集(亦称属性集)V分成N、B以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用三支概念判断物种间系统发育的方法，其特征是，包括以下步骤：(一)对原始生物信息系统(U,V,R)进行处理，以得到生物信息系统(U3,V3,R3)，其处理方式是：1‑1、针对原始生物信息系统(U,V,R)，对每一个物种xi∈U，先计算此物种的生物序列所含第j个碱基对的个数tij(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,16)；再计算第j个碱基对占此物种的生物序列长度的百分比pij，其中m＝|U|；当对m个物种全部计算完成后，得到矩阵Rm×16＝(pij)m×16；1‑2、由矩阵Rm×16＝(pij)m×16，依据

【技术特征摘要】
1.一种使用三支概念判断物种间系统发育的方法，其特征是，包括以下步骤：(一)对原始生物信息系统(U,V,R)进行处理，以得到生物信息系统(U3,V3,R3)，其处理方式是：1-1、针对原始生物信息系统(U,V,R)，对每一个物种xi∈U，先计算此物种的生物序列所含第j个碱基对的个数tij(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,16)；再计算第j个碱基对占此物种的生物序列长度的百分比pij，其中m＝|U|；当对m个物种全部计算完成后，得到矩阵Rm×16＝(pij)m×16；1-2、由矩阵Rm×16＝(pij)m×16，依据和计算第i个物种与第j个物种之间的亲缘关系相近程度rij，得到矩阵1-3、对矩阵按照模糊等价矩阵聚类方法进行计算，可得集合S＝{s1,s2,…,sv}，进而通过计算F统计量值，在集合S中找到最优值s0，其中v为集合S中元素的个数；1-4、利用步骤1-3中的最优值s0，得到集合：其中，称为第j个部分物种集合，mj为第j个部分物种集合所含元素的个数；对于每一部分物种集合，将其共同不拥有的生物性状进行删除，得到集合Dj，据此得到约简后的生物性状集进而获得生物信息系统(U1,V1,R1)；1-5、在生物信息系统(U1,V1,R1)中筛选出与研究目的有关的物种，组成物种集合U2，取V2＝V1，R2定义为：xR2y，当且仅xR1y(对于任何x∈U2，y∈V2)，可得到生物信息系统(U2,V2,R2)；1-6、对于步骤1-5中得到的生物信息系统(U2,V2,R2)，先将U2中的任意两个物种组合在一起，得到U3＝{z|z＝(α,β)，其中α，β∈U2,α≠β}；再取V3＝V2，R3定义为：任取z＝(α,β)∈U3以及y∈V3,zR3y当且仅当αR2y且βR2y；由此得到生物信息系统(U3,V3,R3)；(二)对处理后的生物信息系统(U3,V3,R3)进行三支概念的提取，其具体方式是：2-1、对步骤1-6中得到的生物信息系统(U3,V3,R3)进行净化处理，得到净化后的生物信息系统(U4,V4,R4)；2-2、对净化后的生物信息系统(U4,V4,R4)进行三支概念的生成，得到生物信息系统的三支概念(Xp,(Q,D))；(三)对得到的三支概念(Xp,(Q,D))进行分析计算，以利用三支概念格理论来判断物种的亲缘关系。2.根据权利要求1所述的判断物种间系统发育的方法，其特征是，步骤1-2中的矩阵Rm×16＝(pij)m×16是依据下列公式计算得出的：其中，pik∈Rm×16。3.根据权利要求1所述的判断物种间系统发育的方法，其特征是，步骤1-3的在集合S中找最优值s0的计算方法是：1-3-1针对矩阵采用基于模糊等价矩阵的聚类方法，得到集合S＝{s1,s2,…,sv}；当取si(i＝1,2,…,v)时，即可得到集合：1-3-2在集合S＝{s1,s2,…,sv}中寻找集合S中的最优值s0，其具体算法是：输入：S＝{s1,s2,…,sv}，Rm×16＝(pij)m×16；输出：s0；1-3-2-1令Fa＝φ，i＝1；1-3-2-2确定每一并计算其中，1-3-2-3计算其中1-3-2-4计算其中1-3-2-5若则Fa＝Fa∪{si}，转1-3-2-6；否则，直接转1-3-2-6；1-3-2-6i＝i+1，若i<v,转1-3-2-2；否则s0＝minFa，输出s0，算法结束。4.根据权利要求1所述的判断物种间系统发育的方法，其特征是，步骤1-4中对生物信息系统的生物性状集合V进行约简，以得到生物信息系统(U1,V1,R1)的具体计算步骤是：1-4-1比较每一部分物种的生物形状：若任取有且则Dj＝V-{y}；若存在使得与至少有一个不成立,则Dj＝Dj；1-4-2对所有的集合Dj求并集，得到集合取1-4-3输出生物信息系统(U1,V1,R1)，其中U1＝U，R1定义如下：任取x∈U1,y∈V1，xR1y当且仅当xRy。5.根据权利要求1所述的判断物种间系统发育的方法，其特征是，步骤2-1中的净化处理的具体步骤是：2-1-1对于生物信息系统(U3,V3,R3)中不拥有任何生物性状的物种个体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛华，杨兰珍，王刚，武秀，郑珍，潘昭，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：河北,13