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基于边、节点信息融合网络社团挖掘算法的海洋微生物作用模式
  • ISSN号:0023-074X
  • 期刊名称:科学通报
  • 时间:2013
  • 页码:2980-2986
  • 分类:TP311.13[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西北工业大学自动化学院,西安710072
  • 相关基金:围家自然科学基金(61170134,60775012)资助
  • 相关项目:基于复杂网络的海洋微生物种群多样性研究
中文摘要:

随着基因测序技术快速发展,产生了大量海洋微生物数据,使未培养(难培养)海洋微生物研究成为可能.常用的统计学方法和统计分析软件,无法深度挖掘隐含在这些大量数据中的海洋微生物作用模式及种群组成多样性.定义了边重要性测度及节点重要性测度,确定社团核心节点,基于节点.社团置信度,提出整合边、节点信息网络社团挖掘算法(CDIEV),并对春、夏、秋、冬4季节下的海洋微生物作用模式进行了研究.首先采用ESPRIT算法将16SrRNA基因序列聚类成微生物操作分类单元(OTU),基于Spearman相关性及P值分别构建春、夏、秋、冬4季微生物作用网络.CDIEV算法仿真结果及网络拓扑参数分析表明:春、夏、秋、冬海洋微生物作用网络具有复杂网络“小世界”和“无尺度”特性;4个季节下的海洋微生物作用模式存在一定的差异;CDIEV算法可有效挖掘网络社团,但挖掘结果受添加阈值影响.

英文摘要:

With the development of high-throughput and low-cost sequencing technology, a large amount of marine microbial sequences are generated. So, it is possible to research more uncultivated marine microbes. The interaction patterns of marine microbial species and marine microbial diversity hidden in these large amount sequences can not be deeply mined with the conventional statistical methods and analytical software. In this paper, we defined the importance measures of network edges and vertex, identified the key vertices of the community, then defined the confidence of one vertices belonging to the community. In the end, we proposed the community detection algorithm by integrating the edge and vertices information in complex network (CDIEV), and also applied it to uncover the seasonal marine microbial interaction patterns. After the marine microbial 16S RNA sequences clustered into operational taxonomic units (OTUs) at 99% sequence similarity with ESPRIT algorithm, the four seasonal (spring, summer, autumn, winter) marine microbial interaction networks based on the spearman correlation and P values were constructed. The experimental results of CDIEV and analysis of network topological parameters show that the four seasonal marine microbial interaction networks have the characters of small-world and scale-free of complex network; the marine microbial interaction patterns have some difference among the four seasonal marine microbial interaction networks; CDIEV algorithm can effectively mine the network community, but the selection of threshold value fl affects the community detection results.

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期刊信息
  • 《科学通报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院
  • 主编:周光召
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:csb@scichina.org
  • 电话:010-64036120 64012686
  • 国际标准刊号:ISSN:0023-074X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1784/N
  • 邮发代号:80-213
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:81792