基于bwt地dna從頭測序重疊群生成算法

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1、碩士學(xué)位論文基于BWT的DNA從頭測序重疊群生成算法ANALGORITHMOFDENOVOCONTIGCONSTRUCTIONBASEDONBWT畢鵬程哈爾濱工業(yè)大學(xué)2012年7月中圖分類號:TP311學(xué)校代碼:10213 UDC:004密級:公開工學(xué)碩士學(xué)位論文基于BWT的DNA從頭測序重疊群生成算法碩士研究生:畢鵬程導(dǎo)師:王亞東教授申請學(xué)位:工學(xué)碩士學(xué)科:計算機科學(xué)與技術(shù)所在單位:計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院答辯日期:2011年7月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TP311 U.D.C:004DissertationfortheMasterDegreei

2、nEngineeringANALGORITHMOFDENOVOCONTIGCONSTRUCTIONBASEDONBWTCandidate:BiPengchengSupervisor:Prof.WangYadongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ComputerScienceandTechnologyAffiliation:SchoolofComputerScienceandTechnologyDateofDefence:July,2012Degree-Conferring-Institution:Har

3、binInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著遺傳學(xué)研究的深入,特別是人類基因組計劃完成之后,人們認(rèn)識到取得各個物種的完整基因組序列對于生命本質(zhì)的探索有著非常重要的作用。如今新一代DNA測序技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟并被廣泛的使用,其前所未有的測序速度逐漸的促進了基于序列研究的基因組學(xué)的研究,同時也增加了對生物信息學(xué)算法的需求。新一代測序技術(shù)與傳統(tǒng)測序技術(shù)相比有速度快、成本低和準(zhǔn)確度高的優(yōu)點,但是其產(chǎn)生的序列片段相對較短。由于傳統(tǒng)測序技術(shù)開發(fā)的序列拼接算法已不適用于新一代測序技術(shù),開發(fā)針對新一代測序技術(shù)的拼接軟件已成為生物信息學(xué)領(lǐng)域里一個熱門的課題

4、。為此提出一種基于BWT的從頭測序的重疊群生成算法,該算法利用BWT的搜索功能找到read之間的最優(yōu)重疊從而實現(xiàn)序列拼接的目的。首先通過分析實驗數(shù)據(jù),總結(jié)出read數(shù)據(jù)的特點。然后對序列拼接問題進行分析和建模并給出解決方案。接著詳細(xì)介紹了整個BWT索引的建立過程,講述了BWT的原理和作用,以及BTW索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和使用方法。對DNA序列拼接過程中需要用到的BWT的向前匹配算法進行了描述,設(shè)計了向后匹配算法,并分析了這些算法的時間和空間性能。然后就整個contig的生成過程進行了介紹。首先給出contig生成算法的整體流程,接下來就基于BWT的contig的最佳重疊查找算法進行了

5、具體敘述。然后講述了contig的延伸算法,主要分正向延伸和反向延伸。并針對之前生成的contig集合里的重復(fù)問題提出了contig的修剪算法。最后,評價了算法輸出的效果,并與EULER-SR算法進行對比??梢钥闯鑫覀兊男蛄衅唇铀惴ㄋa(chǎn)生的contig的長度較短,數(shù)量較多,仍然有很大的改進空間。但是時間和空間上有很大改善,這對于人類這種大型基因組的拼接有很大的實用意義。關(guān)鍵詞:新一代測序技術(shù);序列拼接;BWT;DNA重疊群-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWiththedevelopmentofgeneticsresearch,especiallyaftert

6、hecompletionoftheHumanGenomeProject,itisrecognizedthattoobtainthecompletegenomesequenceofvariousspecieshasaveryimportantrolefortheexplorationofthenatureoflife.Todaythenext-generationDNAsequencingtechnologieshasbeenfully-developedandwidelyused,itsunprecedentedspeedofsequencingpromotedthestudy

7、ofsequence-basedgenomicresearch,whilealsoincreasedthedemandofbioinformaticsalgorithms.Next-generationsequencingtechnologiesfeatureseveraladvantageswhencomparedwithtraditionalsequencingmethodsintermsofhighersequencingspeed,lowerperruncostandhigeracc

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