改进IGA-GP方法在流域需水预测中的应用——以黄河流域为例

遗传算法是借鉴生物学的自然选择和遗传进化机制,通过作用于染色体上的基因寻找优良的染色体,求到待解问题最优解的一个近似解.针对遗传算法易陷入局部最优解的不足,采用改进的遗传算法(IGA)与遗传编程(GP)相结合,建立有广泛搜索能力和很强的局部精化能力的IGA-GP算法,将该算法应用于BP神经网络的优化,优化的原理是运用GP自动生成BP正向计算过程中隐含层到输出层的函数关系式,此函数关系式可随着训练样本的变化而自动调整,使得新加入的样本影响已学习完的样本的问题得到最终解决,因而可进一步增强BP网络的自适应能力和抗干扰能力;同时用IGA代替BP的反向传播算法,加快收敛速度和克服BP易陷入局部最优的不足,从而实现了对BP神经网络的优化.并在此基础上建立了黄河流域需水预测模型,误差分析结果显示,IGA-GP算法预测结果最大误差为2.894%,最小误差为0.088%,满足误差精度不大于5%的要求,而没有优化的BP神经网络拟合结果最大误差为8.314%,最小误差为0.832%,不满足预测精度要求,证明该IGA-GP模型具有较高的预测精度.鉴于此,通过IGA-GP的算法对黄河流域2010、2020及2030水平年工业、农业、生活及生态需水量进行了预测.     

滑坡演化的逐代遗传模型

根据滑坡位移随时间逐次变化的规律,建立滑坡位移演化的逐代遗传模型,求解滑坡每代的位移和稳定系数。在此基础上对沪蓉西高速公路湖北宜昌－恩施段古树屋滑坡的位移变化进行了分析,结果表明,该模型的位移计算值结果较为理想,且简单可行,并通过对稳定系数的研究提出了滑坡稳定性判断的一个新依据。     

围岩力学参数反演的GSA-BP神经网络模型及应用

针对遗传算法（GA）存在早熟现象和局部寻优能力较差等缺陷,引入具有很强局部搜索能力的模拟退火算法（SA）,组成改进的遗传模拟退火算法（GSA）提高优化问题的能力和求解质量。针对BP神经网络容易陷入局部最小和收敛速度慢等方面的不足,应用改进的遗传模拟退火算法搜索BP神经网络的最优权值和阀值,提高BP神经网络的预测精度,建立了围岩力学参数反分析的GSA-BP神经网络模型。将该模型应用于乌东德水电站右岸地下厂房围岩力学参数的反演分析中,根据监测围岩变形数据反演围岩力学参数,反演所得参数应用到正计算分析中,得出的计算位移与实测值吻合较好,说明该方法的有效性和应用于该工程的可行性。     

锦鸡儿属植物的遗传多样性及其种间关系

利用RAPD技术,对甘肃省自然分布的11种锦鸡儿属(CaraganaFabr.)植物的遗传多样性及其种间关系进行了研究。从34个10碱基随机引物中筛选出能产生稳定多态性标记的引物11个,共扩增出128个位点,主要集中在200~2000bp之间,其中104个表现出多态性,多态性比率高达81.25%;根据POPGENE32软件计算的Shannon多样性指数与Nei指数也较高,分别为0.3889和0.2517。说明锦鸡儿属植物具有丰富的遗传多样性,对环境变化的适应能力较强。应用UPGMA法进行聚类分析,结果表明,RAPD分析所反映的种间遗传关系与传统的形态学分类结果基本一致,但也有个别种的从属地位稍有变化。这说明还需要将分子标记的研究结果与形态学和其他方法结合起来进一步进行研究。     

DNA分子标记技术在紫菜属中的应用现状及展望

伴随着遗传学的发展,遗传标记经历了形态学标记、细胞学标记、生化标记和DNA分子标记4个阶段。DNA分子标记诞生于20世纪80年代中期,与其他遗传标记相比,它具有如下优点：（1）直接以DNA的形式表现,在生物各个组织、各个发育阶段都可以检测到,不受季节、环境限制;（2）数量极多,遍及整个基因组;（3）多态性高,自然存在许多等位变异;（4）表现“中性”,既不影响目标性状的表达,与不良性状也没有必然的连锁;     

基于遗传聚类算法的印度洋环境特征区划

利用全球海洋 Agro 观测计划提供的温、盐浮标资料,开展了印度洋海域水下环境特征提取与区划分析.在垂直方向运用Akima 方法对浮标剖面进行插值,提取一组表征跃层、声速场的特征指标,并针对常规模糊 C 均值聚类算法中初始聚类数难以客观选取和聚类结果易陷入局部最优等问题,利用遗传算法的全局搜索能力对聚类算法作了改进.通过在遗传进化过程中引入动态变化的聚类中心解决了聚类数难以客观确定的问题,并在该算法的生存策略中引入 Boltzmann 选择机制,提高算法的收敛速度.在对印度洋海域温、盐跃层、声速分布及层结稳定度分析的基础上,利用改进的遗传聚类方法对印度洋海域水下环境特征进行聚类区划,得到一个基本的特征分类构型,结合各类构型的典型特征,分析了对水下潜器活动、声纳探测和水声通信等的影响.     

南海海区鲻鱼(Mugil cephalus)CO Ⅰ基因序列的遗传多样性分析

利用线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ亚基(Co Ⅰ)序列研究了南海海区鲻鱼群体的遗传多样性水平和遗传结构.通过PcR扩增与序列测定获得了长度为621bp的基因片段.在35个样品中共发现47处碱基变异,A、T、G、C碱基的平均含量分别为31.6%、24.1%、25.0%和19.2%.35条CO Ⅰ序列共定义了25个单倍型,存在4...     

海南岛岸礁澄黄滨珊瑚(Porites lutea)集合种群的遗传结构和连通性

海南岛岸礁的造礁珊瑚代表性种类澄黄滨珊瑚(Porites lutea)是环境适应性较强的块状产卵型珊瑚。探究其遗传结构和连通性将有助于揭示其海南岛岸礁集合种群的遗传多样性格局和幼虫迁移路径,进而阐明海南珊瑚礁的恢复潜力。文章通过11个P. lutea微卫星标记来分析10个海南岛岸礁地理群体(八所、海尾、大铲礁、邻昌礁、雷公岛、木栏头、铜鼓岭、龙湾、大洲岛和鹿回头)和1个西沙群岛(西沙七连屿)群体的遗传结构。结果显示,整体上各群体的遗传多样性中等偏低,平均等位基因丰度(allelic richness, Rs)为(2.8±1.3)(八所群体)～(3.7±1.7)(邻昌礁群体),平均观测杂合度和期望杂合度分别为0.31 (铜鼓岭群体)～0.54 (大铲礁群体)和0.50 (雷公岛群体)～0.64 (海尾群体)。除海南岛东部龙湾群体、大洲岛群体和西部的八所群体、大铲礁群体之外,其他7/11的地理群体均呈杂合子缺失。海南岛岸礁澄黄滨珊瑚P. lutea地理群体间的遗传分化显示,集合种群分为北东南遗传连通带和西岸两支,支间遗传分化显著,前者包括北岸的雷公岛群体和木栏头群体、东岸的大洲岛群体,以及...     

东海几种鳗鲡目鱼类DNA条形码研究

本研究采集了分布于中国东海的前肛鳗(Dysomma anguillaris)、短尾蛇鳗(Ophichthus brevicaudatus)、艾氏蛇鳗(Ophichthus evermanni)、海鳗(Muraenesox cinereus)、黑尾吻鳗(Rhynchoconger ectenurus)、微鳍新鳗(Neenchelys parvipectoralis)、大头蚓鳗(Moringua macrocephalus)、梅氏美体鳗(Ariosoma meeki)和星康吉鳗(Conger myriaster)9种鳗鲡目(Anguilliformes)鱼类,采用PCR技术扩增了线粒体COI基因片段序列, 结合GenBank数据库中下载的5种鳗鲡目鱼类同源序列, 分析比较了序列组成和差异, 并以光海鳝(Muraena argus)和细点海鳝(Muraena augusti)为外群, 基于最大似然法构建了鳗鲡目中6科11属14种鱼类的系统发育树, 探讨了该类群鱼类的系统进化关系。结果显示:72条序列共检测到43种单倍型, 4种碱基含量分别为27.4%(T)、28.2%(C)、25.8%(A)、18.6%(G), 平均A+T含量(53.2%)高于G+C含量(46.8%), 表现出明显的碱基组成偏好性。基于K2P(Kimura 2-parameter)模型计算得出不同种间的平均遗传距离为0.218 8, 不同属间的平均遗传距离为0.225 0, 不同科间的平均遗传距离为0.232 7, 分类阶元越高, 遗传距离越大。系统进化树显示蛇鳗科物种都能够形成独立的分支, 并得到有效的区分, 而其他类群存在混杂现象。以上结果表明, 由于鳗鲡目鱼类种类多且分布广,线粒体COI基因只适用于较低分类阶元(如科内属间、属内种间)间的物种鉴定, 该类群鱼类系统发育关系还有待于结合多种DNA条形码进行深入探讨。     

江浙莼菜遗传多样性和遗传结构的ISSR分析

利用ISSR标记对分布于江苏和浙江的濒危水生植物莼菜(Brasenia schreberi J.F Gmelin)的遗传多样性和遗传结构进行研究.从77个引物中筛选出12个引物用于研究,共扩增出101条扩增带,其中多态性条带16条,占15.84%,平均每个引物扩增的条带数为8.4条.结果表明:莼菜的遗传多样性水平较低(种水平的遗传多样性Ht为0.0395,Shannon's信息指数Hs为0.0630;种群水平的遗传多样性 Ht、胁分别为0.0391、0.0335).大部分遗传变异存在于种群内(85.79%),种群间的基因流为3.0199.营养繁殖、生境丧失与片断化以及人工引种等人为干扰对莼菜的遗传多样性和遗传结构产生重要影响.