基于MongoDB反刍家畜基因组大数据管理平台的设计与实现

发布时间：2020-05-06 07:40

【摘要】：随着基因组研究的不断深入,目前已有大量的分子生物信息公共数据库系统可供研究者使用。然而牛、羊、骆驼等反刍家畜的基因组数据分散存储在多个不同的公共数据库中,需要研究人员循环往复地在不同数据库平台上检索下载,使得研究人员耗费了较多的时间与精力。因此,反刍家畜基因组一体化存储平台的构建势在必行。同时,随着测序技术的迅猛发展和测序成本的大幅度下降,基因组测序数据呈现爆发式增长的趋势,使得基因组数据的存储和管理面临着前所未有的挑战,传统的存储技术已无法满足大数据时代的需求。因此,建立一个基于大数据技术的反刍家畜基因组大数据管理平台具有较大的现实意义。本文的具体工作如下:(1)首先,本文调研了大型公共数据库以及相关文献,结合应用信息生物学研究室人员的研究需求,设计了基因组数据库的数据模型。并从NCBI和ENSEMBL等公共数据库整合下载了牛、羊、骆驼等物种的高通量测序数据、全基因组数据与变异数据23000多条,约30TB的数据量,为反刍家畜基因组大数据管理平台的建设提供充分的数据支持。(2)其次,本文以生物信息领域海量基因组数据存储与检索需求为背景,提出了一种基于MongoDB分布式集群的反刍家畜基因组大数据的存储方案。并以Spring MVC框架为核心,结合Ajax与Vue等技术,采用Java编程语言对整体平台进行功能实现,主要为用户提供了对基因组数据的一系列操作,如序列文件的上传与下载、Excel表中批量基因组数据的导入以及基因组描述文档的增、删、改、查等管理功能,最终形成了反刍家畜基因组大数据管理平台。(3)最后,本文在5个节点的MongoDB分布式集群上部署了反刍家畜基因组大数据管理平台,并且采用黑盒测试方法对平台的核心功能进行测试,实验结果表明,该平台具备良好的用户体验且各功能使用正常。该平台的设计与开发为反刍家畜基因组学的研究提供了一个良好的数据平台,为从事反刍家畜基因组学研究的工作者提供了方便和帮助。
【图文】：

图1分片集群架构圈

图２邋复制集架构图逡逑Ｆｉｇ．２邋Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP311.13;S813.1;TP311.52

【参考文献】

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本文编号：2650922