利用多目标优化方法研究聚球藻的代谢网络
发布时间：2021-05-11 23:43
生物质能是自然界中的一种可再生清洁能源,具有可获取性强、污染极小、资源总量大等特点,随着世界石油能源越来越匮乏和全球气候的剧烈演变,提高生物质能的生成速率,对能源体系的建立和发展有着十分重要的意义。光合生物蓝细菌聚球藻作为唯一一种可以储存和运输的可再生能源,可通过光合作用将光能转化为储存在生物体内部的生物质能。聚球藻所具有的分布极广、易于存活、强固氮能力和全球碳循环的主要参与者的特点,使它成为近些年来的热门研究对象。生物体将体内各个组分和结构单元相互联系成为一个整体,从生物体细胞代谢全局的角度着手,可对生物体内复杂的功能与作用进行研究。通过对生物体进行代谢网络层面上的研究,可以了解生物体的代谢过程和网络特性,为更好的认识生物体生命演化、促进生物工程进一步发展和生产优良目标代谢物打下坚实的基础。本文以聚球藻的iJB785模型为实验对象,研究代谢网络的特性和内在联系,并利用计算机进行模拟仿真实验。建立基于约束的代谢网络模型,利用通量平衡分析（FBA）敲除不同的反应,通过观察分析这些被敲除的反应对代谢网络中其他反应和重要代谢途径的影响情况,找到影响较大的几个反应,并观察这些反应对生物体目标函...
【文章来源】：贵州师范大学贵州省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 代谢网络研究背景及生物学意义
1.1.1 系统生物学
1.1.2 代谢网络
1.2 光合作用和光合生物聚球藻
1.3 国内外研究现状
1.4 主要研究内容
1.5 论文的组织结构
第二章 生物学数据及模型构建
2.1 分析生物学数据的工具及数据来源
2.1.1 分析生物学数据的工具
2.1.2 数据来源
2.2 实验环境
2.3 模型的构建
2.3.1 模型的加载与初始化
2.3.2 模型的调试
2.4 小结
第三章 代谢网络模型分析方法与应用
3.1 iJB785代谢网络模型的特性
3.1.1 代谢反应和代谢物的区室划分
3.1.2 代谢途径的划分
3.1.3 代谢网络中重要的子系统
3.2 基于约束的建模方法介绍
3.2.1 通量平衡分析
3.2.2 通量可变性分析
3.2.3 均匀随机取样分析
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 通量平衡分析结果与讨论
3.3.2 通量可变性分析结果与讨论
3.3.3 均匀随机取样分析结果与讨论
3.4 小结
第四章 多目标优化方法研究代谢网络
4.1 方法介绍
4.2 实验结果与讨论
4.3 小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研和论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蒙特卡罗方法的速率分布函数演化过程研究[J]. 尹增谦,武丽姣. 物理与工程. 2020(04)
[2]运用COBRA方法研究聚球藻代谢网络[J]. 赵圆圆,付子爔,申铁. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]作物组学数据库的比较和应用[J]. 宋洁,吴永波,周跃恒,柳波娟,王楠,郝转芳,吴元奇. 遗传. 2018(07)
[4]植物J蛋白的生物学功能及其作用机制[J]. 张驰,刘丹丹,刘建中. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2018(03)
[5]生物网络在生物功能分析中的应用[J]. 郭昌,傅明骏. 高师理科学刊. 2018(03)
[6]由代谢网络分析发现菌种代谢工程改造新策略[J]. 袁倩倩,李斐然,罗浩,马红武,赵学明. 化工进展. 2017(12)
[7]代谢网络流分析方法概述[J]. 庞建,刘占英,郝敏. 生物学杂志. 2016(04)
[8]通量平衡分析的进展与应用[J]. 颜思奇,李娟,方慧生. 药物生物技术. 2015(03)
[9]生物质气化的冷热电联供系统分析[J]. 孙寅聪,岳增合,杨彦竹,杨薇,师新广. 河南科学. 2014(10)
[10]基因组规模代谢网络模型的自动化重构[J]. 柴文平,薛卫,张梁,石贵阳. 食品与生物技术学报. 2014(09)
博士论文
[1]基于16srRNA和代谢组技术研究三萜皂苷调控犊牛瘤胃代谢机制[D]. 王炳.中国农业科学院 2018
[2]基于超图理论的生物代谢网络流量大数据存储、分析与可视化研究[D]. 张正东.贵州大学 2017
[3]大白菜细胞核雄性不育相关基因挖掘与鉴定[D]. 周雪.沈阳农业大学 2017
[4]OsNOA1调控叶绿体蛋白合成的机理研究[D]. 贺涵.华南农业大学 2016
[5]基于生物网络的大鼠再生肝细胞基因表达谱数据分析[D]. 周运.河南师范大学 2016
[6]棉花雄性不育及黄萎病菌诱导相关microRNA的表达分析[D]. 张玉娟.山东农业大学 2015
[7]基于基因表达谱和代谢组的结直肠癌相关代谢通路分析[D]. 李丹.浙江大学 2015
[8]随机微分方程系统在信号传导通路和代谢网络噪声模型中的应用[D]. 黄伟.复旦大学 2014
[9]系统生物学水平解析维生素C生产菌株生理特性与相互作用关系[D]. 邹伟.江南大学 2013
[10]小鼠肝窦内皮细胞蛋白质表达谱的构建[D]. 侯玉芳.东北农业大学 2011
硕士论文
[1]用于蛋白质二级结构设计的深度生成模型的研究与应用[D]. 常菁.北京交通大学 2018
[2]磺胺二甲基嘧啶降解菌的筛选及降解特性研究[D]. 付袁芝.哈尔滨工业大学 2018
[3]Thermotoga neapolitana来源的丙酮酸铁氧化还原蛋白酶基因的克隆表达及酶学性质分析[D]. 倪黎.江苏大学 2018
[4]生物合成对羟基苯甲酸的酿酒酵母基因工程菌的构建[D]. 耿娜.北京化工大学 2018
[5]基于热力学约束的克雷伯氏杆菌产1，3-丙二醇代谢通量优化分析[D]. 张凯.青岛科技大学 2017
[6]嗜铁藻JSC-1的全基因组代谢网络模型的重构及模拟分析[D]. 康林园.北京化工大学 2017
[7]整合表达数据分析代谢网络的方法研究及应用[D]. 汪慧.东南大学 2017
[8]基于指状青霉多组学数据的全基因组代谢模型构建与耐药过程模拟[D]. 张耘泽.华中师范大学 2017
[9]携带耐药质粒沙门菌的代谢组学的初步研究[D]. 吴芮庭.华南农业大学 2016
[10]甘油代谢目标函数计算问题的多层规划模型与求解方法[D]. 张黎.渤海大学 2016
本文编号：3182322
【文章来源】：贵州师范大学贵州省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 代谢网络研究背景及生物学意义
1.1.1 系统生物学
1.1.2 代谢网络
1.2 光合作用和光合生物聚球藻
1.3 国内外研究现状
1.4 主要研究内容
1.5 论文的组织结构
第二章 生物学数据及模型构建
2.1 分析生物学数据的工具及数据来源
2.1.1 分析生物学数据的工具
2.1.2 数据来源
2.2 实验环境
2.3 模型的构建
2.3.1 模型的加载与初始化
2.3.2 模型的调试
2.4 小结
第三章 代谢网络模型分析方法与应用
3.1 iJB785代谢网络模型的特性
3.1.1 代谢反应和代谢物的区室划分
3.1.2 代谢途径的划分
3.1.3 代谢网络中重要的子系统
3.2 基于约束的建模方法介绍
3.2.1 通量平衡分析
3.2.2 通量可变性分析
3.2.3 均匀随机取样分析
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 通量平衡分析结果与讨论
3.3.2 通量可变性分析结果与讨论
3.3.3 均匀随机取样分析结果与讨论
3.4 小结
第四章 多目标优化方法研究代谢网络
4.1 方法介绍
4.2 实验结果与讨论
4.3 小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研和论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蒙特卡罗方法的速率分布函数演化过程研究[J]. 尹增谦,武丽姣. 物理与工程. 2020(04)
[2]运用COBRA方法研究聚球藻代谢网络[J]. 赵圆圆,付子爔,申铁. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]作物组学数据库的比较和应用[J]. 宋洁,吴永波,周跃恒,柳波娟,王楠,郝转芳,吴元奇. 遗传. 2018(07)
[4]植物J蛋白的生物学功能及其作用机制[J]. 张驰,刘丹丹,刘建中. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2018(03)
[5]生物网络在生物功能分析中的应用[J]. 郭昌,傅明骏. 高师理科学刊. 2018(03)
[6]由代谢网络分析发现菌种代谢工程改造新策略[J]. 袁倩倩,李斐然,罗浩,马红武,赵学明. 化工进展. 2017(12)
[7]代谢网络流分析方法概述[J]. 庞建,刘占英,郝敏. 生物学杂志. 2016(04)
[8]通量平衡分析的进展与应用[J]. 颜思奇,李娟,方慧生. 药物生物技术. 2015(03)
[9]生物质气化的冷热电联供系统分析[J]. 孙寅聪,岳增合,杨彦竹,杨薇,师新广. 河南科学. 2014(10)
[10]基因组规模代谢网络模型的自动化重构[J]. 柴文平,薛卫,张梁,石贵阳. 食品与生物技术学报. 2014(09)
博士论文
[1]基于16srRNA和代谢组技术研究三萜皂苷调控犊牛瘤胃代谢机制[D]. 王炳.中国农业科学院 2018
[2]基于超图理论的生物代谢网络流量大数据存储、分析与可视化研究[D]. 张正东.贵州大学 2017
[3]大白菜细胞核雄性不育相关基因挖掘与鉴定[D]. 周雪.沈阳农业大学 2017
[4]OsNOA1调控叶绿体蛋白合成的机理研究[D]. 贺涵.华南农业大学 2016
[5]基于生物网络的大鼠再生肝细胞基因表达谱数据分析[D]. 周运.河南师范大学 2016
[6]棉花雄性不育及黄萎病菌诱导相关microRNA的表达分析[D]. 张玉娟.山东农业大学 2015
[7]基于基因表达谱和代谢组的结直肠癌相关代谢通路分析[D]. 李丹.浙江大学 2015
[8]随机微分方程系统在信号传导通路和代谢网络噪声模型中的应用[D]. 黄伟.复旦大学 2014
[9]系统生物学水平解析维生素C生产菌株生理特性与相互作用关系[D]. 邹伟.江南大学 2013
[10]小鼠肝窦内皮细胞蛋白质表达谱的构建[D]. 侯玉芳.东北农业大学 2011
硕士论文
[1]用于蛋白质二级结构设计的深度生成模型的研究与应用[D]. 常菁.北京交通大学 2018
[2]磺胺二甲基嘧啶降解菌的筛选及降解特性研究[D]. 付袁芝.哈尔滨工业大学 2018
[3]Thermotoga neapolitana来源的丙酮酸铁氧化还原蛋白酶基因的克隆表达及酶学性质分析[D]. 倪黎.江苏大学 2018
[4]生物合成对羟基苯甲酸的酿酒酵母基因工程菌的构建[D]. 耿娜.北京化工大学 2018
[5]基于热力学约束的克雷伯氏杆菌产1，3-丙二醇代谢通量优化分析[D]. 张凯.青岛科技大学 2017
[6]嗜铁藻JSC-1的全基因组代谢网络模型的重构及模拟分析[D]. 康林园.北京化工大学 2017
[7]整合表达数据分析代谢网络的方法研究及应用[D]. 汪慧.东南大学 2017
[8]基于指状青霉多组学数据的全基因组代谢模型构建与耐药过程模拟[D]. 张耘泽.华中师范大学 2017
[9]携带耐药质粒沙门菌的代谢组学的初步研究[D]. 吴芮庭.华南农业大学 2016
[10]甘油代谢目标函数计算问题的多层规划模型与求解方法[D]. 张黎.渤海大学 2016
本文编号：3182322
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3182322.html
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